具有可调开路电压的单纳米线低带隙热载流子太阳能电池
应用物理
2017-10-25 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
与传统 pn 结光伏器件相比，热载流子太阳能电池通过在光生“热载流子”冷却至晶格温度之前从其动能中提取功，提供了更高的潜在效率。热载流子太阳能电池已在高带隙铁电绝缘体和 GaAs/AlGaAs 异质结构中得到验证，但迄今为止尚未在潜在效率增益最高的低带隙材料中实现。最近，在带隙为 0.39 eV 的低带隙照明纤锌矿 InAs 纳米线中演示了高开路电压，并用光热电效应进行了解释。在此，我们指出该器件是一种热载流子太阳能电池，并以此对其性能进行了讨论。在所演示的器件中，InP 异质结构被用作能量过滤器，以热电方式收集在 InAs 吸收段中光生的热电子能量。所得光电压取决于能量过滤器的异质结构设计，因此是可调的。通过使用高阻热离子势垒，获得了超过 Shockley-Queisser 极限的开路电压。这些结果为如何在低带隙材料中实现高电压热载流子太阳能电池提供了可推广的见解，因此是迈向演示更高效率热载流子太阳能电池的一步。
引用
@article{arxiv.1708.04848,
title = {Single-nanowire, low-bandgap hot carrier solar cells with tunable open-circuit voltage},
author = {Steven Limpert and Adam Burke and I-Ju Chen and Nicklas Anttu and Sebastian Lehmann and Sofia Fahlvik and Stephen Bremner and Gavin Conibeer and Claes Thelander and Mats-Erik Pistol and Heiner Linke},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.04848},
year = {2017}
}