多结太阳能电池用半导体量子点光学特性研究的数学模型
摘要:
提出了一个估算球形量子点量子点的尺寸相关光学波长的数学模型。利用simple模型对所选量子点的光学性质进行了数值模拟,所得结果与实验结果非常吻合。因此,所考虑的量子点的观察光谱表明吸光度发生蓝移。将量子点的吸收光谱与太阳光谱的变化进行比较,发现Ⅱ-Ⅵ族量子点的CdSe和CdS在紫外-红外(IR)范围内具有吸收光谱,而ZnS表现出从可见光到深红外的宽透射率。在III-V组,当InSb从1.58nm到4.78nm变化时,观察到波长从400nm到2500nm,覆盖了整个vis-IR。然而,从2.02nm到9.53nm波长范围从300nm到2500nm不等的InAs被观察到覆盖了大部分的UV和近红外。研究还发现,当GaAs为1.5nm~800nm时,Ⅲ~Ⅴ族的紫外-可见光谱中有相当一部分是红外光谱。IV-VI族PbS、PbSe和PbTe具有优异的光吸收性能,可在宽紫外-深红外范围内调谐,是光伏应用和红外探测器的优良材料。因此,以有序的方式将适当大小的量子点堆叠在彼此上,可在较宽范围内吸收和利用太阳能的多结太阳能电池被模拟。理论上,这些电池的效率可能达到60%以上。在所考虑的量子点中,发现PbSe和PbTe的量子点太阳电池光谱尺寸最小。
关键词:
数学模型,半导体量子点,多结太阳能电池,太阳光谱,光吸收