太阳能被认为是一种清洁、可再生的能源。一般来说,太阳能电池的半导体材料有可能吸收阳光和发电。但太阳能可以转化成电能的数量是有限的。
效率的MJSC HCMJSC和HCSC板作为能带和热化系数的函数。小说HCMJSC设计,接受研究人员的调查,显示了高韧性nonoptimal带隙和更少的限制热化需求,扩大候选人材料为其设计的范围。欧洲杯足球竞彩图片来源:doi.org/10.1117/1.JPE.12.032208 Giteau et al。
标准结果太阳能电池以理论的方式被限制到一个最大的功率转换效率(PCE)的30%。这就是著名的“Shockley-Queisser限制”,来自一个电荷载体与光吸收之间的权衡热化。
打败这个极限,达到更大的效率,各种太阳能电池的设计考虑。例如,热载流子太阳能电池(HCSCs)利用盈余光激的电子的动能(迷路之前热)增强PCE。然而,这些设计没有设法超越Shockley-Queisser限制在实践中。
这可能是由于他们对所谓的“nonidealities的敏感性。“简而言之,背离造成完美的场景,由于不完美的设计、操作条件、或nonoptimal材料,减少他们的PCE或低于Shockley-Queisser限制。欧洲杯足球竞彩
因此,转换策略需要考虑对这些nonidealities太阳能电池设计的灵活性。
在这种背景下,一个国际研究小组测试了热载流子的力量多结太阳能电池(HCMJSC),新型太阳能电池结构不理想的设计加上nonoptimal材料。欧洲杯足球竞彩
HCMJSC包括一个面板薄热载体上结系列与厚冷下结。他们做了一个比较其性能随着HCSC设定的参考标准和多结太阳能电池(MJSCs)。他们的成果报告学报能源光子学》杂志上(JPE)。
如上所述,JPE科学家评估了pc的帮助下一个模型,占几个连接和热载流子效应,从而实现一个标准吸收模型。他们评估了PCE是如何改变与调优参数如隙,入射强度,温度,吸收器厚度、和热化率(决定的速率光电子往往失去额外的动能)。
最优设计而言,HCSC画报》最大的PCE, MJSC和HCMJSC紧随其后。但HCMJSC显示一个相对低效率下降nonoptimal设计(材料有限的热化率和nonoptimal波长),从而说明优秀的灵活性设计缺陷。欧洲杯足球竞彩
热载流子的HCMJSC显示高度放松要求比HCSC热化。这使它超越最好的MJSC效率达到可用热化系数。此外,它扩大了发展中HCMJSCs候选材料理想的范围。欧洲杯足球竞彩
最终,科学家们测试的灵活性与操作条件对设计缺陷并不保证韧性为代价获得的外部条件的敏感性增加。
这是由评估每年平均效率不理想的太阳能照明(计算的帮助下一个标准参考光谱):所有三个设计显示较低的平均效率相对于其标称值。虽然high-bandgap HCMJSCs进行类似于MJSCs,窄带隙HCMJSCs是高度敏感的照明效果。
提出了热载流子光电自1980年代初以来,以实现更高的效率比打破常规的细致平衡限制,但他们尚未意识到在实践中。
肖恩·夏新JPE主编,科罗拉多大学博尔德
夏新补充道,“Giteau的工作和他的同事们提供了一个战略,使他们更接近实现通过放宽约束的近乎完美的材料,否则很容易减少实际设备的性能欧洲杯足球竞彩。”
总的来说,这项研究提供了重要的见解什么因素会影响太阳能电池性能和适合他们的应用程序的灵活性和其他技术。这可能为更好的太阳能电池的设计奠定了基础。
期刊引用:
Giteau, M。等。(2022)热载流子多结太阳能电池:nonidealities敏感性和弹性。能源光子学》杂志上。doi.org/10.1117/1.JPE.12.032208。
来源:https://spie.org/?SSO=1