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      理想環境下新原理太陽能瑞達電池

      理想環境下新原理太陽能瑞達電池



      在“PVJapan”上,日本大阪大學產業科學研究所的研究員江村修一等人提出了倒霉用pn結的新原理的太陽能瑞達電池方案。理想環境下,這種太陽能瑞達電池的轉換效率有望到達70~80%。

       

      新原理的思路是,利用晶體內的極性,也便是自覺極化引發的內部電場梯度來疏散激子(成對的電子與空穴)。太陽能瑞達電池常用的質料Si沒有極性,但不少化合物的晶體都具有強極性。當這些質料在內部電場梯度的作用下汲取光子生成激子后,電子與空穴將自覺性地疏散至差異偏向。根據具體假想,太陽能瑞達電池元件的布局是在InN層與電極之間夾入300nm~350nm厚、帶隙為0.92eV的InGaN層。

       

      對付一樣平常的太陽能瑞達電池,疏散激子、使電子與空穴分別轉移到差異電極是由pn結來完成的。而江村表現,只利用內部電場梯度疏散激子具有許多好處,此中最大的好處是可以大概淘汰電子與空穴的復合和熱弛豫。

       

      舉例來說,一樣平常的Si類太陽能瑞達電池為了提升光汲取率,僅活性層每每就到達數十μm乃至更厚。這使得大多數波長短、能量高的光子在遠離pn結的地方就變成“熱激子”,在抵達pn結疏散成電子和空穴之前,就已經因復合和熱弛豫而孕育產生喪失。

       

      已往的單結太陽能瑞達電池存在的問題是,波長短于帶隙的光因熱弛豫而喪失,而波長較長的光會產生透射,無法有效利用。這種征象被稱作“Shockley-Queisser limit”,干系到單結太陽能瑞達電池的最大性能。

       

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