先进概念太阳能电池中的电压匹配、étendue与棘轮台阶
应用物理
2019-11-06 v2 其他凝聚态物理
光学
摘要
许多先进太阳能电池概念提出通过引入串联和/或并联排列的多个准费米能级分裂来超越肖克利-奎伊瑟(SQ)极限。利用任何并联排列超越SQ极限都涉及中间态，这些中间态在理想情况下以与并联网络中其他元件相同的电化学势提供额外的载流子。这可以被视为对各个并联组件进行电压匹配，并且在中间带材料中与太阳聚光以及吸收与发射之间的étendue失配密切相关。一般而言，要在次优条件下实现电压匹配，需要通过载流子弛豫或棘轮台阶在材料的吸收阈值上引入额外的自由度。我们解释了为何理想棘轮台阶随太阳聚光而减小，以及它如何依赖于各跃迁的辐射效率和发射étendue。对于使用俄歇型载流子-载流子相互作用或分子三重态进行能量上转换或下转换的太阳能电池概念，理想的带隙组合和可实现的效率也依赖于相互作用速率。我们表明，俄歇辅助太阳能电池比载流子倍增器件更易受有限相互作用速率的影响。
引用
@article{arxiv.1906.06793,
title = {Voltage matching, \'etendue and ratchet steps in advanced concept solar cells},
author = {Andreas Pusch and Nicholas J. Ekins Daukes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.06793},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 10 figures