Thermodynamics of a nanowire solar cell: towards the ultimate limit

光子 纳米线 辐射传输 物理 纳米光子学 原子物理学 太阳能电池 材料科学 计算物理学 光学 光电子学
作者
Ksenia Korzun,Philemon Koolen,I.F. Kolpakov,Emanuele Bochicchio,Jaime Gómez Rivas,J. E. M. Haverkort
标识
DOI:10.1117/12.2621372
摘要

A lossless solar cell operating at the Shockley-Queisser (S-Q) limit generates an open-circuit voltage (VOC) equal to the radiative limit. At VOC, the highly directional beam of photons from the sun is absorbed and subsequently externally reemitted into a 4π solid angle, providing a large photon entropy loss. Moreover, due to many total internal reflections and low internal radiative efficiency, a lot of light is lost in nonradiative recombination events. In our research, we perform a nanophotonic optimization of a semiconductor nanowire geometry with a top microlens in order to decrease the photon entropy loss and to increase the photon escape probability for the nanowire, therefore increasing the output voltage. The optimization leads us to a maximum VOC of 1178 mV which is 141 mV higher than the radiative limit and 172 mV lower than the ultimate limit. The photon entropy loss is also studied fundamentally from the thermodynamics point of view to better understand where the entropy is generated during the absorption-emission processes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Marilyn完成签到,获得积分10
刚刚
王东升完成签到,获得积分20
1秒前
特斯小子完成签到 ,获得积分10
2秒前
科研通AI6应助yujianhong采纳,获得10
3秒前
5秒前
Pprain完成签到,获得积分10
5秒前
爆米花应助ella采纳,获得10
6秒前
顺利曼香完成签到,获得积分10
7秒前
田様应助尊敬尔容采纳,获得10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
勾勾1991完成签到,获得积分10
12秒前
羊羊完成签到,获得积分10
15秒前
masheng发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
悲凉的老虎完成签到,获得积分10
19秒前
jinzhen发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
22秒前
束缚发布了新的文献求助10
24秒前
所所应助灵巧的新烟采纳,获得10
26秒前
26秒前
masheng完成签到,获得积分10
31秒前
32秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
33秒前
Dr大壮发布了新的文献求助30
33秒前
奋斗的萝发布了新的文献求助10
33秒前
DrCuiTianjin发布了新的文献求助30
36秒前
科研通AI5应助dicy1232003采纳,获得10
36秒前
37秒前
41秒前
Dr大壮发布了新的文献求助10
42秒前
Gauss应助奋斗的萝采纳,获得20
43秒前
汉堡包应助天真的迎天采纳,获得10
46秒前
iY完成签到 ,获得积分10
47秒前
束缚完成签到,获得积分10
48秒前
48秒前
50秒前
52秒前
xifanfan发布了新的文献求助10
53秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Organic Chemistry 1500
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
Introducing Sociology Using the Stuff of Everyday Life 400
Conjugated Polymers: Synthesis & Design 400
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 380
Metals, Minerals, and Society 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4260071
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3792845
关于积分的说明 11896272
捐赠科研通 3440611
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1888225
邀请新用户注册赠送积分活动 938953
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 844348