热载流子太阳能电池的热力学性能：一种量子输运模型
介观与纳米尺度物理
2023-04-17 v2
摘要
在传统太阳能电池中，光生载流子在能被提取发电之前会损失部分能量。热载流子太阳能电池旨在能量损失之前提取载流子，从而将更多能量转化为电功率。这需要在非平衡（非热）能量分布下提取载流子。在此，我们研究热载流子太阳能电池在此类非平衡分布下的性能。我们提出一种量子输运模型，其中每个能量损失过程（载流子热化、弛豫和复合）均由Büttiker探针模拟。我们研究电荷与热输运以分析热载流子太阳能电池的功率输出与效率，引入针对不同损失过程及载流子提取的偏效率。我们表明，从非平衡分布产生电功率有潜力提升输出功率与效率。此外，在分布为热分布的极限下，我们证明用于载流子提取的矩形（boxcar形）透射率在任意给定输出功率下使效率最大化。
引用
@article{arxiv.2209.09524,
title = {Thermodynamic performance of hot-carrier solar cells: A quantum transport model},
author = {Ludovico Tesser and Robert S. Whitney and Janine Splettstoesser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09524},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 9 figures