每个太阳能电池内存在两种不同的光子气体
光学
2024-05-16 v1 其他凝聚态物理
摘要
人们逐渐认识到，由于 16 度的狭窄逃逸锥，入射阳光可以被捕获在高折射率半导体（n~3.5）内。半导体内的太阳光亮度是入射阳光的 4n^2 倍。这被称为光陷阱，并已提高了太阳能电池板的理论和实际效率。但是存在第二种同等重要却一直被忽视的光子气体。在每个正向偏置的太阳能电池内部，都存在一种红外发光光子气体，同样被全内反射所捕获。我们引入了超平衡的概念，即发光光子气体与两个准费米能级自由交换能量。尽管如此，任一气体中单个光子的损失都等同于一个宝贵少数载流子的损失。因此，在高效太阳能电池中，光学建模与设计变得与电子-空穴建模同等重要。通过适当的材料选择和太阳能电池光学设计，接近理想的 Shockley-Queisser 极限成为可能。
引用
@article{arxiv.2405.08835,
title = {There Are Two Distinct Photon Gases Present Inside Every Solar Cell},
author = {Eli Yablonovitch and Zunaid Omair},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.08835},
year = {2024}
}
备注
13 Pages, 3 Figures embedded in the pdf