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广义量子光电池中光电流的提升:多供体结构架构

量子物理 2025-05-14 v1

摘要

本研究提出一种受生物光捕获复合体启发的广义量子光电池模型,用于探讨供体数目对光伏性能的影响。建立在早期的两供体和三供体系统基础上,我们引入由N个独立供体分子围绕中心受体对称排列的可扩展架构。将系统建模为量子热力学发动机,并在布朗-马克莫德近似下求解玻尔斯方程,发现供体数量增加导致光电流和输出功率呈超线性提升。具体而言,电流不仅随供体数量线性增长,还因集体激发动力学和增强的电荷传输而显著增加。我们的结果表明,供体网络拓扑和聚合在优化量子光伏效率方面起关键作用,凸显了仿生量子架构在下一代太阳能转换中的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.08575,
  title  = {Photocurrent Enhancement in a Generalized Quantum Photocell with Multi-Donor Architectures},
  author = {Baharak Mohamad Jafari Navadel and Esfandyar Faizi and Baharam Ahansaz and Jaber Jahanbin Sardroodi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08575},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 3 figures