كليدواژه :
اتلاف ذاتي , باند مياني , سلول خورشيدي , سيم كوانتومي , غلظت مولي اينديوم
چكيده فارسي :
در اين مقاله، معادلاتي براي محاسبه مولفه هاي اتلاف ذاتي، شامل اتلاف زيرگاف، گرمايي، بولتزمن، كرنت، وگسيلي، در سلول هاي خورشيدي سيم كوانتومي با باند مياني (QWr-IBSC) ارائه گرديده است. اين معادلات از روش تعادلي ايده آل وبا توجه به تغييراتي كه در جذب و گسيل فوتون ها به علت باند مياني ايجاد مي شود، به دست مي آيند. سپس، با روابط ارائه شده در اين مقاله، مولفه هاي اتلاف ذاتي براي نمونه تجربي گزارش شده QWr-IBSC، كه در آن آرايه اي منظم از سيم هاي كوانتومي از جنس InxGa1-xAs در ناحيه ذاتي سلول خورشيدي نوعp-ذاتي-نوعn از جنس GaAs قرار گرفته است، محاسبه مي شوند. انجام محاسبات مربوط به اتلاف ذاتي QWr-IBSC نيازمند محاسبه موقعيت و پهناي باند مياني در گاف انرژي GaAs است. موقعيت باند مياني كه معادل اولين ويژه مقدار سيم كوانتومي است، با حل معادله شرودينگر به روش المان محدود و پهناي باند مياني با مدل تنگ بست به دست مي آيند. درنهايت، اثر غلظت مولي اينديوم برهريك از مولفه هاي اتلاف ذاتي GaAs/InxGa1-xAs QWr-IBSC بررسي مي شود.
چكيده لاتين :
In this paper, the formalism of intrinsic losses, i.e. the below-band gap, thermalisation, Boltzmann, Carnot, and emission losses, is presented for the quantum wire intermediate band solar cells (QWr-IBSCs). For this purpose, a theoretical framework based on the principle of detailed balance approach with the help of physical origins of losses discussed in terms of photon absorption and emission in the presence of IB, is employed. Then, the intrinsic losses for a reported structure of QWr-IBSC where the intermediate band (IB) is introduced by embedding a stack of InxGa1-xAs QWr in the intrinsic layer of p-i-n GaAs solar cell, is calculated by presented formalism in this paper. Regarding that the calculation of position of IB, which is equivalent to the first eigen-energy of QWr, and the width of IB needed to obtain the intrinsic loss components, they are calculated by a finite element method in the context of Schrödinger equation and the tight binding method, respectively. Furthermore, the effect of indium molar fraction on the intrinsic loss components of GaAs/InxGa1-xAs QWr-IBSC is investigated.
