热载流子太阳能电池中单能级能量选择性接触的热力学
摘要：热载流子太阳能电池（HCSC）具有将太阳能转化为85.4％效率的电化学能的潜力。为此，除了理想的光吸收器外，HCSC还必须通过所谓的单能量选择性接触（ESCs）与外部负载连接。然而，这些类型接触必须具备的热力学性质，如电导率、热导率和塞贝克系数，尚未探索。本文旨在填补这一空白。在这方面，我们使用Datta和Landauer提出的传输理论来对非理想的ESCs中的电子传输进行建模，从而能够计算这些参数与温度和工作电化学势的关系。我们的结果还表明，为了使HCSC的效率保持在82％以上，ESCs可能需要大约3x10^19cm^-3的电子态。随着ESCs与理想情况偏离，获得最佳效率的热载流子的温度增加到超过2540K。具有最高能量需求的单能量选择接触具有电导率、热导率和塞贝克系数，综合起来具有较高的热电系数（ZT约为8）。我们不知道任何材料具有这种热电系数，这说明将HCSC概念付诸实践的困难。相反，我们的工作支持追求能够通过单能量电子通道中输运电子的材料，以实现具有高ZT的材料的想法。
作者：Antonio Mart''i, Elisa Antol''in, I~nigo Ramiro
论文ID：2212.10357
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2022-12-21