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太阳能电池载流子收集概率

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“收集概率”描述了器件某一区域光吸收产生的载流子被pn收集的概率结,因此有助于光生电流,但概率取决于光生载流子与扩散长度相比必须行进的距离。收集概率还取决于设备的表面特性。

在耗尽区产生的载流子的收集概率是统一的,因为电子-空穴对被电场迅速扫开并被收集。远离路口,收集概率下降。如果产生的载流子远离结的扩散长度,则该载流子的收集概率非常低。类似

地,如果载流子产生于比结更靠近复合率更高的区域(例如表面),则载流子将复合。

收集概率与太阳能电池中的发电率共同决定了太阳能电池的光生电流。光生电流是器件中特定点的产生速率在整个器件厚度上的积分,乘以该点的收集概率。具有任意生成率 (G(x)) 和收集概率

(CP(x))的光生电流密度 (J L )方程如下所示,因为 AM1 导致硅中的生成率.5 太阳光谱:

其中:

q 是电子电荷;

W是器件的厚度;

α(λ) 是吸收系数;

H 0是每个波长的光子数。

光生电流取决于载流子的产生和这些载流子的收集概率。

由于 Am1.5 光谱,硅中的生成曲线。请注意,太阳能电池表面的载流子生成最高,因此光伏器件对表面特性非常敏感。

不均匀的收集概率将导致光生电流的光谱依赖性。例如,在表面上,收集概率低于散装。比较下面蓝光、绿光和红外光的生成率,蓝光在硅的前几十微米内几乎被完全吸收。因此,如果前表面的

收集概率低,太阳光谱中的任何蓝光都不会对光生电流做出贡献。

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