交流偏置热载流子太阳能电池

摘要

描述了极高效率太阳能电池的设计。新交流偏置方案通过能够实现对热载流子的提取将光伏功率提取能力增强至高于电池带隙。当在传统太阳能电池中应用时，该交流偏置方案具有是其所产生的净效率两倍以上的潜力。当连同结合了基于量子阱（QW）或量子点（QD）的太阳能电池的太阳能电池而应用时，所描述的交流偏置方案具有以下潜力：可能跨越整个太阳光谱扩展这种太阳能电池功率提取覆盖，从而能够实现前所未有的太阳能功率提取效率。在这种电池内，新交流偏置方案将电池能量转换能力扩展至高于电池材料带隙，同时使用量子限制结构来将电池能量转换能力扩展至低于电池带隙。将光限制腔结合到电池结构中，以便允许吸收电池内部光电发射，从而进一步增强电池效率。

主权项

一种操作太阳能电池的方法，包括：针对具有单个结以及第一和第二接触部的太阳能电池，使跨越第一和第二接触部的太阳能电池操作电压在最小和最大太阳能电池操作电压之间周期性地交替；该太阳能电池操作电压在最小和最大太阳能电池操作电压之间的交替的周期比太阳能电池的热载流子冷却时间短，以在太阳能电池操作电压的交替期间从太阳能电池提取跨越能级范围的光激励载流子，所述光激励载流子包括光激励热载流子。