محاسبه مولفه های اتلاف ذاتی در سلول خورشیدی سیم کوانتومی InGaAs توسط مدل بندی تحلیلی و شبیه سازی عددی

در این مقاله، معادلاتی برای محاسبه مولفه های اتلاف ذاتی، شامل اتلاف زیرگاف، گرمایی، بولتزمن، کرنت، وگسیلی، در سلول های خورشیدی سیم کوانتومی با باند میانی (QWr-IBSC) ارائه گردیده است. این معادلات از روش تعادلی ایده آل وبا توجه به تغییراتی که در جذب و گسیل فوتون ها به علت باند میانی ایجاد می شود، به دست می آیند. سپس، با روابط ارائه شده در این مقاله، مولفه های اتلاف ذاتی برای نمونه تجربی گزارش شده QWr-IBSC، که در آن آرایه ای منظم از سیم های کوانتومی از جنس InxGa1-xAs در ناحیه ذاتی سلول خورشیدی نوعp-ذاتی-نوعn از جنس GaAs قرار گرفته است، محاسبه می شوند. انجام محاسبات مربوط به اتلاف ذاتی QWr-IBSC نیازمند محاسبه موقعیت و پهنای باند میانی در گاف انرژی GaAs است. موقعیت باند میانی که معادل اولین ویژه مقدار سیم کوانتومی است، با حل معادله شرودینگر به روش المان محدود و پهنای باند میانی با مدل تنگ بست به دست می‎ آیند. درنهایت، اثر غلظت مولی ایندیوم برهریک از مولفه های اتلاف ذاتی GaAs/InxGa1-xAs QWr-IBSC بررسی می شود.

کلیدواژه ها:

اتلاف ذاتی ، باند میانی ، سلول خورشیدی ، سیم کوانتومی ، غلظت مولی ایندیوم