Verbesserung der Effizienz von Siliziumsolarzellen durch Verwendung des photovoltaischen Verunreinigungseffekts☆,☆☆
Die Notwendigkeit, neue Formen erneuerbarer Energien zu finden, ist heutzutage sehr wichtig und dringend. Die erneuerbaren Energiequellen aus der Sonne sind eine der vielversprechenden Optionen. Die Photovoltaikzellen als eine der erneuerbaren Energiequellen wurden weitgehend untersucht, um billige, effiziente und sichere PV-Zellen zu erhalten. Die Umwandlungseffizienz ist die wichtigste Eigenschaft im PV-Bereich. Das wichtigste Ziel der PV-Hersteller ist es, den Preis der Solarzellen zu senken und ihre Wirkungsgrade über die Shockley-Queisser-Grenze zu erhöhen. Konzepte der dritten Generation wurden kürzlich untersucht, um den Wirkungsgrad von Solarzellen über diese Grenze hinaus zu verbessern. Der IPV-Effekt (Impurity Effect) ist eines dieser Konzepte, das verwendet wird, um die Infrarotreaktion der Zelle zu verstärken und somit die Effizienz der Zellumwandlung zu verbessern. Die Idee des IPV-Effekts basiert auf dem Einfügen tiefer Defekte in die Solarzelle. Diese Defekte bieten einen mehrstufigen Absorptionsmechanismus für Subbandlückenphotonen, um neue Elektron-Loch-Paare zu erzeugen. In diesem Artikel untersuchen wir numerisch das Potenzial des IPV-Effekts in kristallinen Silizium-Solarzellen, die mit einer neuen IPV-Verunreinigung dotiert sind. Wir untersuchen den Einfluss bestimmter Verunreinigungs- und Strukturparameter auf Siliziumsolarzelleneigenschaften wie Kurzschlussstromdichte Jsc, Leerlaufspannung Voc, Umwandlungseffizienz und Quanteneffizienz QE mit dem SCAPS-Simulator. Wir finden, dass der Einbau der IPV-Verunreinigungen in Siliziumsolarzellen die spektrale Reaktion, die Kurzschlussstromdichte und die Umwandlungseffizienz nur unter bestimmten Bedingungen verbessern kann