Artículo de revista
Parameters Optimization of Intermediate Band Solar Cells: Cases of PbTe/CdTe, PbSe/ZnTe and InN/GaN Quantum Dots
Optimización de Parámetros de Celdas Solares de Banda Intermedia: Casos de PbTe/CdTe, PbSe/ZnTe e InN/GaN Quantum Dots
Registro en:
2073-4352
10.3390/cryst12071002
3H2MF
WOS:000831873600001
Autor
Perez, Laura M.
El Aouami, Asmae
Feddi, Kawtar
Tasco, Vittorianna
Ben Abdellah, Abdellatif
Dujardin, Francis
Courel, Maykel
Riquelme, Javier A.
Laroze, David
Feddi, E. L. Mustapha
Institución
Resumen
Photovoltaic cells, based on quantum dots implementation in the intrinsic region, are one of the most widely studied concepts nowadays to obtain a high solar conversion efficiency. The challenge in this third generation of solar cells is to find a good combination of materials that allows obtaining higher efficiency with low cost. In this study, we consider a juxtaposition of two kinds of quantum dots (dot/barrier) inside the I region of the PIN junction: the first combination of semiconductors includes the two configurations, PbTe/CdTe and PbSe/ZnTe, and the second combination is InN/GaN. Thus the intermediate band can be tailored by controlling the size of the dots and the inter-dot distances. The principal interest of this investigation is to determine the optimized parameters (the dot size and the inter-dot distance), leading to obtain a better solar cell efficiency. Intermediate bands, their positions, and their widths, are determined using 3D confined particles (electron and hole). Their energy levels are determined by solving the Schrodinger equation and solving the well-known dispersion relation in the Kronig-Penney model. Las células fotovoltaicas, basadas en la implementación de puntos cuánticos en la región intrínseca, son uno de los conceptos más estudiados en la actualidad para obtener una alta eficiencia de conversión solar. El desafío en esta tercera generación de celdas solares es encontrar una buena combinación de materiales que permita obtener mayor eficiencia a bajo costo. En este estudio, consideramos una yuxtaposición de dos tipos de puntos cuánticos (punto/barrera) dentro de la región I de la unión PIN: la primera combinación de semiconductores incluye las dos configuraciones, PbTe/CdTe y PbSe/ZnTe, y la segunda combinación es InN/GaN. Así, la banda intermedia se puede adaptar controlando el tamaño de los puntos y las distancias entre puntos. El interés principal de esta investigación es determinar los parámetros optimizados (el tamaño del punto y la distancia entre puntos), que permitan obtener una mejor eficiencia de la celda solar. Las bandas intermedias, sus posiciones y sus anchos se determinan utilizando partículas confinadas en 3D (electrón y hueco). Sus niveles de energía se determinan resolviendo la ecuación de Schrödinger y resolviendo la conocida relación de dispersión en el modelo de Kronig-Penney.