细致平衡理论计算CdS/CdTe异质结太阳电池的极限转换效率

在细致平衡理论基础上,针对异质结电池在结处由于能带不连续而形成载流子运动势垒可能对光生载流子的运输存在阻碍作用,建立异质结太阳电池的光电转换模型,解决了细致平衡理论无法计算异质结太阳电池极限效率的问题,推导出CdS/CdTe异质结太阳电池光照下的I-V特性表达式以及最大光电转换效率的求法。指出电池的I-V特性以及最大转换效率与电池的内建势垒密切相关,并求出在理想情况AM1.5的光照下CdS/CdTe异质结太阳电池最大转换效率可达29%;考虑到CdS和CdTe的典型参数后,计算出其最大转换效率可达25%。分析了现实中电池效率不高的原因,并指出实现电池转换效率提高的可行性。

激光辐照下光电电池的极限能量转化效率研究

采用激光输能技术解决临近空间飞行器的能源供给问题的研究正在广泛开展。为研究激光辐照下的光电电池的极限性能,基于细致平衡理论,分析了激光辐照条件下光电材料禁带宽度与最佳激光波长的关系,得到了光电电池各类输出性能参数的计算方法。通过计算,得到了激光波长、激光功率密度和电池温度对能量转化效率等参数的影响规律。结果表明对于特定材料的光电电池存在最佳的激光波长使其获得极限能量转化效率;激光功率密度的增加可以提高光电电池的能量转化效率,但达到一定数值后提高不再明显;对于电池温度的影响,不同的输出性能参数具有不同的温度系数。