研究目的
研究低温下含有InAs/GaAs量子点超晶格作为光吸收体的GaAs太阳能电池中的热载流子提取。
研究成果
该研究成功证明了在15K温度下作为光吸收体的InAs/GaAs量子点超晶格(QDSLs)中实现了热载流子(HC)提取。结果表明,通过增加量子点超晶格的周期可提升短路电流(Jsc)和开路电压(Voc),这是由于吸收率得到改善所致。研究结果揭示了基于量子点超晶格的热载流子太阳能电池(HCSCs)具有进一步优化的潜力。
研究不足
该研究在低温(15 K)下进行,可能无法代表标准工作条件下的性能。激发光子密度范围可能未涵盖所有可能的操作场景。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用固源分子束外延技术在n+ -GaAs(001)衬底上制备含InAs/GaAs量子点超晶格的p-n-i-n型异质结太阳能电池,旨在15K温度下展示带隙以下15K激发时的热载流子提取效应。
2:样本选择与数据来源:
通过特定厚度和生长条件堆叠九层InAs/GaAs量子点以避免尺寸增大,平面量子点密度约为1×101? cm?2。
3:实验设备与材料清单:
使用固源分子束外延设备进行制备,材料包括InAs/GaAs量子点超晶格、GaAs衬底及金属电极(Au/Au-Zn和Au/Au-Ge)。
4:实验流程与操作步骤:
在15K温度下测量940nm(1.32eV)带隙以下激发光照射时的I-V特性曲线,该波长对应InAs/GaAs量子点超晶格的高激发态。
5:32eV)带隙以下激发光照射时的I-V特性曲线,该波长对应InAs/GaAs量子点超晶格的高激发态。
数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过分析I-V曲线、短路电流(Jsc)和开路电压(Voc)随激发光子密度的变化关系,并采用理论模型估算载流子温度。
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