محاسبه مولفههای اتلاف ذاتی در سلول خورشیدی سیم کوانتومی InGaAs توسط مدلبندی تحلیلی و شبیهسازی عددی
نویسندگان
1 گروه فتونیک، پژوهشکده فیزیک کاربردی و ستارهشناسی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
doi
چکیده
در این مقاله، معادلاتی برای محاسبه مولفههای اتلاف ذاتی، شامل اتلاف زیرگاف، گرمایی، بولتزمن، کرنت، وگسیلی، در سلولهای خورشیدی سیم کوانتومی با باند میانی (QWr-IBSC) ارائه گردیده است. این معادلات از روش تعادلی ایدهآل وبا توجه به تغییراتی که در جذب و گسیل فوتونها به علت باند میانی ایجاد میشود، بهدست میآیند. سپس، با روابط ارائه شده در این مقاله، مولفههای اتلاف ذاتی برای نمونه تجربی گزارششده QWr-IBSC، که در آن آرایهای منظم از سیمهای کوانتومی از جنس InxGa1-xAs در ناحیه ذاتی سلول خورشیدی نوعp-ذاتی-نوعn از جنس GaAs قرار گرفتهاست، محاسبه میشوند. انجام محاسبات مربوط به اتلاف ذاتی QWr-IBSC نیازمند محاسبه موقعیت و پهنای باند میانی در گاف انرژی GaAs است. موقعیت باند میانی که معادل اولین ویژه مقدار سیم کوانتومی است، با حل معادله شرودینگر به روش المان محدود و پهنای باند میانی با مدل تنگبست بهدست میآیند. درنهایت، اثر غلظت مولی ایندیوم برهریک از مولفههای اتلاف ذاتی GaAs/InxGa1-xAs QWr-IBSC بررسی میشود.