研究目的
通过考虑亚带隙区域的碰撞电离效应来研究嵌入量子棘轮的中间带太阳能电池的性能，以提高其效率。
研究成果
通过在太阳能电池结构中引入碰撞电离和量子棘轮效应，有效利用短波长与长波长光子，显著提升了电池效率，实现超过80%的转换效率。
研究不足
该研究聚焦于模拟结果，这些结果可能与实际应用存在差异。电场强度、短路电流密度与开路电压之间的权衡关系需要进行优化。
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碰撞电离对嵌入中间带量子棘轮太阳能电池性能的影响：一项广泛的模拟研究
DOI：10.1016/j.ijleo.2019.163382
期刊：Optik
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
通过考虑子带隙区域的碰撞电离效应，对嵌入量子棘轮的中间能带太阳能电池性能开展了研究。采用Silvaco ATLAS TCAD软件对所研究的器件结构进行建模。重点分析了量子效率、光谱响应、内建电场及电池内部复合等关键参数——这些因素正是导致电池效率（E?）、填充因子（FF）、短路电流密度（Jsc）和开路电压（Voc）偏低的主因。碰撞电离效应通过单光子激发多个电子-空穴对解决了短路电流密度偏低的问题，而棘轮能带则通过延长少数载流子光生载流子的寿命实现了电压保持功能。凭借这一先进特性，该器件结构实现了超过80%的更高转换效率。
作者：
Girija Shankar Sahoo，Guru Prasad Mishra
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