Calculation of the ultimate efficiency of p-n-junction solar cells taking into account the semiconductor absorption coefficient

• Autorzy: Tivanov M. , Moskalev A. , Kaputskaya I. , Żukowski P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.08.23

Warianty tytułu

PL

Obliczanie maksymalnej sprawności złącza p-n ogniw słonecznych na podstawie współczynnika absorpcji półprzewodników

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A model based on the famous model of Shockley–Queisser for calculation the ultimate efficiency of solar cells has been proposed, taking into account the dependence of the semiconductor absorption coefficient on the band-gap and on the energy of the incident photons. The dependence of the ultimate efficiency of solar cells on thickness of the absorption layer was found out for homogeneous solar cells.

PL

Opierając się na znanym modelu Shockley`a–Queisser`a do obliczeń maksymalnej sprawności ogniw słonecznych, zaproponowano model biorąc pod uwagę zależność współczynnika absorpcji półprzewodników od pasma wzbronionego oraz energii padających fotonów. Określono zależność maksymalnej sprawności ogniw słonecznych od grubości warstwy absorpcyjnej dla jednorodnych ogniw słonecznych.

Słowa kluczowe

EN

solar cell; ultimate efficiency of solar cells; Shockley-Queisser limit; absorption coefficient

PL

ogniwo słoneczne; maksymalna sprawność ogniw słonecznych; limit Shockley`a–Queisser`a, współczynnik absorpcji

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 8
• Strony: 85--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., wykr.

Twórcy

autor

Tivanov M.

• Belarusian State University, Physics Faculty, 4, Nezavisimosti av., 220030 Minsk, Belarus

autor

Moskalev A.

• Belarusian State University, Physics Faculty, 4, Nezavisimosti av., 220030 Minsk, Belarus

autor

Kaputskaya I.

• Belarusian State University, Physics Faculty, 4, Nezavisimosti av., 220030 Minsk, Belarus

autor

Żukowski P.

• Lublin University of Technology, 38a, Nadbystrzycka Str., 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Sen Z., Solar energy in progress and future research trends, Progress in Energy & Combustion Science, 30 (2004), 367-416
• [2] Gremenok V.F., Tivanov M.S., Zalesski V.B., Solar cells based on semiconductor materials, International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology, 69 (2009), n. 1, 59-124
• [3] Rai G.D., Solar Energy Utilization, Khanna Publishers, 1980
• [4] Shockley W., Queisser H.J., Detailed Balance Limit of Efficiency of p-n Junction Solar Cells, Journal of Applied Physics, 32 (1961), 510-519
• [5] Liao B., Hsu W., An Investigation of Shockley-Queisser Limit of Single p-n Junction Solar Cells. Rep., 2.997, MIT, Cambridge, MA., (2011)
• [6] Wolfe M., Efficiency in Solar Cells. Department of Physics and Astronomy, Drexel Univerisity (2013)
• [7] Razykov T.M., Ferekides C.S., Morel D., Stefanakos E., Ullal H.S., Upadhyaya H.M., Solar photovoltaic electricity: Current status and future prospects, Solar Energy, 85 (2011), 1580-1608
• [8] Baruch P., De Vos A., Landsberg P.T., Parrott J.E., On some thermodynamic aspects of photovoltaic solar energy conversion, Solar Energy Materials and Solar Cells, 36 (1995), 201-222
• [9] Planck M., Distribution of energy in the spectrum, Annalen der Physik, 4 (1901), 553-563
• [10] Dresselhaus M.S., Solid state physics. Part II, Optical Properties of Solids, MIT, (2001)
• [11] Abrams Z.R., Gharghi M., Niv A., Gladden C., Zhang X., Theoretical efficiency of 3rd generation solar cells: Comparison between carrier multiplication and down-conversion, Solar Energy Materials and Solar Cells, 99 (2012), 308-315
• [12] Faist J., Optical Properties of Semiconductors, ETH Zurich, (2008)
• [13] Garg H.P., Prakash J., Solar Energy: Fundamentals and Applications, Tata McGraw-Hill, (1997)
• [14] Tivanov M., Astashenok L., Fedotov A., Węgierek P., Effect of absorbing layer thickness on efficiency solar cells based onCu(In,Ga)(S,Se)2, Przeglad Elektrotechniczny 88 (2012), n. 7a, 321-323

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.