Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 20: Photovoltaik III

HL 20.6: Vortrag

Dienstag, 24. März 1998, 17:15–17:30, H13

Obergrenzen für den Wirkungsgrad von Mehrbandsolarzellen — •Stefan Kettemann¹ und Jean-Francois Guillemoles² — ¹MPI f. Physik Komplexer Systeme, Nöthnitzerstr. 38, 01187 Dresden — ²Lab. d’electrochimie, ENSCP, 11 rue P& M Curie, 75005, Paris

Der Wirkungsgrad einer idealen p-n- Solarzelle unter Schwarzkörperstrahlung von T_s = 6000 K kann maximal 40,7 % erreichen [1]. Strahlende Rekombination, Verlust von Photonen, und schnelle Thermalisierung der angeregten Elektron- Loch- Paare sind die Ursachen hierfür. Wenn die beiden letzteren Faktoren verhindert werden könnten, ist ein Wirkungsgrad von maximal 86.8 % möglich[2]. Neben in Serie geschalteten Solarzellen mit abnehmender Energielücke, sogenannten Tandemsolarzellen, sind Solarzellen mit mehreren Energiebändern eine Möglichkeit sich diesem Wirkungsgrad in realisierbaren Systemen zu nähern[3]. Wir bestimmen deren maximalen Wirkungsgrad, und untersuchen ob sie sich mithilfe von niedrigdimensionalen Strukturen verwirklichen lassen [3,4].

[1] W. Shockley, H. J. Queisser, J. Appl. Phys. 32, 510(1961).

[2] C. H. Henry, J. Appl. Phys. 51, 4494(1980); H. Pauwels, A. de Vos, Solid State El. 24, 835(1981).

[3] R. Ross, Appl. Phys. Lett. 35, 707(1979); S. Kettemann, J. F. Guillemoles, Proc. of 13th Photovolt. Conf, Nice(1995); Kommentar zu: A. Luque, A. Marti, Phys. Rev. Lett. 78, 5014(1997).

[4] K.W. J. Barnham, G. Duggan, J. Appl. Phys. 67, 3490(1990); J. F. Guillemoles, S. Kettemann, unveröffentlicht(1997).