基于肖特基结的近场热光伏系统性能分析

大量研究报道了当发射极与 TPV 电池以纳米级间隙分离时，热光伏（TPV）系统的性能增强。尽管基于 $p$-$n$ 结的 TPV 电池已被广泛用于近场 TPV 系统，但基于肖特基结的近场 TPV 系统近来因其易于制备的优势而受到关注。然而，现有研究大多仅关注金属侧产生的光电流，因为金属侧光电流所需能量（即肖特基势垒高度）小于带隙能量。在此，我们提出基于肖特基结的近场 TPV 系统的精确性能分析模型，通过考虑半导体内的少数载流子输运，将半导体侧的光电流生成也包括在内。研究发现，基于肖特基结的近场 TPV 系统中的总光电流大部分在半导体侧生成。我们还证明，借助背面反射器重新吸收金属中可用光子能量，可进一步增进光电流生成。本工作将为考虑三类光电流的基于肖特基结的近场 TPV 系统提供设计指南。