GaAs量子阱太阳能电池转换效率的计算

采用细致平衡模型计算了GaAs量子阱太阳能电池的转换效率,同时对量子阱结构带来的几种效应,如准费米能级分离、热载流子效应等进行了分析,并将碰撞离化效应引入此细致平衡模型中,通过计算研究了其对量子阱太阳能电池转换效率的影响.结果表明碰撞离化效应可以提高电池的转换效率,但提高幅度有限.     

量子阱太阳能电池的外量子效率

通过实验比较了砷化镓量子阱太阳能电池与不含量子阱结构的普通砷化镓太阳能电池的外量子效率. 结果表明,量子阱太阳能电池吸收光子的波长从870nm 扩展到了1000nm. 当波长小于680nm时,量子阱太阳能电池的外量子效率低于普通太阳能电池;而当波长大于于680nm时,量子阱太阳能电池的外量子效率高于普通太阳能电池. 对这个现象给出了解释,并对用量子阱太阳能电池代替三结电池的中间子电池的可能性进行了讨论.     

量子阱太阳能电池的外量子效率

通过实验比较了砷化镓量子阱太阳能电池与不含量子阱结构的普通砷化镓太阳能电池的外量子效率.结果表明,量子阱太阳能电池吸收光子的波长从870nm扩展到了1000nm.当波长小于680nm时,量子阱太阳能电池的外量子效率低于普通太阳能电池;而当波长大于于680nm时,量子阱太阳能电池的外量子效率高于普通太阳能电池.对这个现象给出了解释,并对用量子阱太阳能电池代替三结电池的中间子电池的可能性进行了讨论.     

GaAs和量子阱材料倍频效应的初步研究

采用调 Q YAG 激光器研究了半导体材料 GaAs,GaAs:Cr,InGaAs/GaAs 单量子阱(SQW)的倍频效应及其规律。测量了信号大小与晶体对称轴取向及入射、出射光偏振方向的关系。研究表明:材料表层结构的变化对于反射型倍频效应有很大影响。     

GaInNAs/GaAs量子阱太阳电池模型建立与计算

对第三代太阳电池的InGaP/GaAs双叠层模型结构进行了理论性改进,提出了将GaInNAs/GaAs量子阱结构生长于子电池GaAs的空间电荷区的模型,并对其子电池的吸收效率与量子效率进行了模拟计算,分析了此模型对提高叠层太阳电池的整体光电转换效率的可行性。     

GaInAs/GaAs应变量子阱能带结构的计算

讨论了GaInAs/GaAs应变量子阱结构的应变效应 ,给出了量子阱层的临界厚度随In组份的变化关系。由克龙尼克 -潘纳模型计算了GaInAs/GaAs应变量子阱的量子化能级 ,给出了cl -hhl跃迁对应的发射波长随阱宽和In组份的变化关系曲线 ,并与实验测量的GaInAs/GaAs量子阱的发射波长进行了比较 ,基本一致。与此同时 ,对GaInAs/GaAs应变量子阱向长波长方向的发展也进行了计算分析 ,最后计算研究了应变量子阱中价带子能级及态密度的色散关系     

退火后无应变Ga1-xInxNyAs-y/GaAs量子阱的带隙

针对快速热退火引起的N最近邻原子环境的变化,建立了热平衡态下Ga1-xInxNyAs-y合金中各二元化合键的统计分布模型.并将理论计算得到的N周围平均In原子数r引入到BAC经验模型中,对退火后的Ga1-xInxNyAs-y体材料带隙进行了计算.最后,利用讨论BAC模型中电子波函数边界条件的方法,计算了无应变Ga1-xInxNyAs-y/GaAs量子阱的带隙.     

退火后无应变Ga1-xInxNyAs1-y/GaAs量子阱的带隙

针对快速热退火引起的N最近邻原子环境的变化,建立了热平衡态下Ga1-xInxNyAs1-y合金中各二元化合键的统计分布模型.并将理论计算得到的N周围平均In原子数r引入到BAC经验模型中,对退火后的Ga1-xInxNyAs1-y体材料带隙进行了计算.最后,利用讨论BAC模型中电子波函数边界条件的方法,计算了无应变Ga1-xInxNyAs1-y/GaAs量子阱的带隙.     

双结太阳能电池提高了能量转换效率

美国国家可持续能源实验室和科罗拉多大学的研究者们合作开发了一种高效能的双结型太阳能电池,其具有一个薄的多量子阱结构。     

量子阱红外探测器掺杂阱中能级的计算

量子阱中能级位置的确定是获得量子阱红外探测器其它设计参数的基础。为了提供足够的载流子跃迁,阱层一般为重掺杂层。重掺杂使半导体材料禁带宽度变窄,从而改变量子阱中能级的位置。通过对不同温度、量子阱区不同掺杂浓度条件下的量子阱材料PL 谱进行测量,得出PL 谱峰值波长对应的电子跃迁峰值能量,它与阱中基态能级的位置有关。分别计算了考虑和不考虑禁带变窄效应时的电子跃迁峰值能量,并与实验结果相比较,可以看出考虑禁带变窄效应时与实验结果相吻合,因此掺杂量子阱区能级的计算需要考虑禁带变窄效应,这样可以较为精确的得出阱中能级的位置。     

InGaN太阳电池转换效率的理论计算

根据pn结太阳电池的电流-电压方程,计算了在理想情况下,InGaN材料应用于单结、双结和三结太阳电池时,其转换效率可分别高达27.3%,36.6%和41.3%,均高于通常半导体材料太阳电池.同时,计算还得出了3种InGaN太阳电池的最佳带隙宽度及相应的In组分,为设计InGaN太阳电池提供了理论依据.     

InGaN太阳电池转换效率的理论计算

根据pn结太阳电池的电流-电压方程,计算了在理想情况下,InGaN材料应用于单结、双结和三结太阳电池时,其转换效率可分别高达27.3%,36.6%和41.3%,均高于通常半导体材料太阳电池.同时,计算还得出了3种InGaN太阳电池的最佳带隙宽度及相应的In组分,为设计InGaN太阳电池提供了理论依据.     

半导体量子点敏化太阳电池的最新进展

半导体量子点太阳电池目前是一个十分热门的研究领域,在未来新能源利用领域具有潜在的应用价值。首先,介绍了几种量子点敏化电极的制备技术。然后,着重评述了CdS,CdSe和PdS量子点敏化太阳电池近年的研究进展。通过对大量最新的相关文献进行总结发现,电池的性能主要受量子点的组装技术、能带结构以及基体材料等因素的影响。最后,分析了该领域中目前存在的问题,并提出了今后研究的对策,包括采用两种量子点共敏化方法以提高光俘获效率,采用沉积钝化层的方法以降低载流子复合。     

Realistic Detailed Balance Study of the Quantum Efficiency of Quantum Dot Solar Cells

An attractive but challenging technology for high efficiency solar energy conversion is the intermediate band solar cell (IBSC), whose theoretical efficiency limit is 63%, yet which has so far failed to yield high efficiencies in practice. The most advanced IBSC technology is that based on quantum dots (QDs): the QD‐IBSC. In this paper, k·p calculations of photon absorption in the QDs are combined with a multi‐level detailed balance model. The model has been used to reproduce the measured quantum efficiency of a real QD‐IBSC and its temperature dependence. This allows the analysis of individual sub‐bandgap transition currents, which has as yet not been possible experimentally, yielding a deeper understanding of the failure of current QD‐IBSCs. Based on the agreement with experimental data, the model is believed to be realistic enough to evaluate future QD‐IBSC proposals.     

GaAs/AlGaAs量子阱中电子浓度的自洽计算

应用波函数展开方法,自洽计算了调制掺杂AlGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱中电势能分布、子能级位置、2DEG浓度分布和2DEG面浓度n_s,以及这些参数与量子阱宽度、不掺杂AlGaAs厚度等材料参数的关系.计算表明,量子阱中2DEG n_s比单异质结n_s大2倍左右,量子阱宽度在200-300A之间n_s有个最大值;量子阱太宽时,2DEG主要集中在两边异质结界面附近,变为双异质结.     

AlGaAs/GaAs superlattice solar cells

A theoretical model is performed to study the viability of the AlGaAs/GaAs superlattice solar cell (SLSC). Using the Transfer Matrix Method, the conditions for resonant tunneling are established for a particular SL geometry with variably spaced quantum wells. The effective density of states and the absorption coefficient are calculated to determinate the J–V characteristic. Radiative, non‐radiative, and interface recombination were evaluated from a modeled SLSC, and their values were compared with a multiple quantum well solar cell of the same aluminum composition. A discussion about the conditions, where SLSC performance overcomes that of a multiple quantum well solar cell, is addressed. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

工作温度对硅基太阳电池转换效率的影响

基于wxAMPS软件建立硅基太阳电池一维物理模型,在温控条件下分别模拟计算了单晶硅电池和非晶硅电池的输出特性,并利用太阳能综合测试平台在温控条件下测试了单晶硅和非晶硅电池的输出特性.模拟结果表明非晶硅电池在温度升高过程中的光电转换效率下降幅度显著降低,与实验结果吻合.