[IEEE 2019年第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 巴西圣保罗 (2019.8.26-2019.8.30)] 2019年第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 双结太阳能电池中发光耦合影响的研究

摘要： 多结太阳能电池概念已被证明是将太阳能转化为电能的非常高效的方式。采用细致平衡模型的理论计算旨在优化过程中寻找构成器件结区的最佳材料（就带隙能量而言）。然而，除其他简化假设外，该模型应用于多结太阳能电池时未能考虑一个重要物理效应：结区间的发光耦合。本研究提出一种基于自洽数值方法，在应用于多结太阳能电池的细致平衡模型中实现发光耦合的计算方案。我们展示了该效应对不同双结太阳能电池性能的影响结果，其中耦合因子和结区带隙能量均被调整。由此证明，发光耦合的主要影响在于提升太阳能电池的短路电流，进而提高其转换效率。更重要的是，我们发现该效应对那些原本会导致低效率的带隙能量组合影响更为显著。这一重要发现为材料选择提供了新思路——通过允许多种组合实现高效转换。