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通过使用量子尺寸物体提高GaInP/GaAs/Ge多结太阳能电池效率的潜力评估

DOI：10.35848/1882-0786/ab8f12 期刊：Applied Physics Express 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 对含不同量子尺寸结构的砷化镓太阳能电池开展了研究，研究对象包括In0.2Ga0.8As量子阱、In0.4Ga0.6As量子阱点(QWDs)、In0.8Ga0.2As及InAs量子点。通过暗态IV特性和光谱特性计算了光电流增量与开路电压降低值，并建立了含量子结构的三结太阳能电池效率评估解析模型。计算表明：优化后的QWDs能使GaInP/GaAs/Ge太阳能电池效率从29.8%提升至30.8%(AM0，1倍太阳光强)，从41.6%提升至43.1%(AM1.5D，360倍太阳光强)。
作者： Mikhail A. Mintairov，Valery V. Evstropov，Sergei A. Mintairov，Alexey M. Nadtochiy，Maria V. Nahimovich，Roman A. Salii，Maxim Z. Shvarts，Nikolay A. Kalyuzhnyy
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研究概述 实验方案

研究目的

研究利用量子尺寸物体提高GaInP/GaAs/Ge多结太阳能电池效率的潜力。

研究成果

研究表明，优化的量子阱结构（QWDs）能将GaInP/GaAs/Ge太阳能电池的效率从29.8%提升至30.8%（AM0，1倍太阳光强），以及从41.6%提升至43.1%（AM1.5D，360倍太阳光强）。QWDs在增加光电流的同时，对GaAs太阳能电池引入的电压降实现了最优平衡，使其成为提升现代工业多结太阳能电池效率的潜力方案。

研究不足

该研究的局限性在于无法从三结太阳能电池的总体特性中提取子电池的暗电流曲线，导致难以准确计算采用量子点光学介质的多结太阳能电池效率。此外，量子点光学介质导致的复合增加会引起饱和电流上升和生成电压下降。

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