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采用透明导电氧化物（TCO）作为光分束器对光学分束系统效率的数值评估

DOI：10.1088/2053-1591/aafb3e 期刊：Materials Research Express 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 在本研究中，我们模拟了太阳能电池组合的J-V特性以评估光学分光系统中的效率。采用两种不同的透明导电氧化物（TCO）作为分光器（ITO和SnO2:F）。根据Drude理论，使用不同浓度值对TCO的光谱响应进行建模。随后，通过SCAPS 1-D软件模拟电池的J-V特性，将每种TCO获得的光谱响应叠加到太阳光谱上，从而得到相应光谱。结果表明，当使用ITO作为分光器时，该系统中的太阳能电池可实现超过17%的效率，且两个电池均获得正向增益。
作者： F Ayala-Mató，D Seuret-Jiménez，O Vigil-Galán，J.J Escobedo-Alatorre，Maykel Courel
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

模拟太阳能电池组合的J-V特性，以评估使用透明导电氧化物（TCOs）作为分光器的光学分束系统中的效率。

研究成果

模拟结果表明，在太阳能电池系统中使用ITO作为光学分束器可实现17%以上的效率并带来正向增益，验证了该方案的可行性。SnO2:F的性能较差。未来工作应聚焦于优化太阳能电池性能，并探索与TCO光谱响应更好耦合的不同材料组合。

研究不足

最佳性能所需的载流子浓度（例如n ≥ 10^21 cm^-3）在实验中可能难以实现。该研究基于模拟，可能无法完全反映现实复杂性。对于SnO2:F材料，获得了负增益，表明其作为分束器可能存在潜在问题。

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