利用Fano干涉提高量子點光電池效率.pdf

1、在太陽能電池中，載流子的輻射復(fù)合是制約其效率的一個重要因素。由于輻射復(fù)合，電子在被光子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶后，有相當一部分電子在形成電池電流之前通過輻射出能量的形式回到價帶而與空穴復(fù)合，也就是說，這一部分電子損失掉了。針對這一情況，Scully在2010年發(fā)表的一篇論文中指出，可以利用外場引起的量子相干來抑制載流子的復(fù)合，從而增加電池的效率。隨后Anatoly A.Svidzinsky等人的研究表明不需要外場驅(qū)動，僅由噪聲引起的Fano干涉

2、也可以提高電池效率。
　　在本文中，我們提出了一個五能級的量子點太陽能電池模型，這個五能級包括一個處于最上面的雙層激發(fā)能級、一個雙層中間能級和一個基態(tài)能級。這樣一個含有中間能級的電池系統(tǒng)不僅能夠吸收能量大于半導(dǎo)體材料帶隙的光子，這些光子可以把處于基態(tài)的電子直接激發(fā)到導(dǎo)帶上。另外，這個電池系統(tǒng)也能吸收兩種能量較小的光子，這些能量較小的光子可以通過一種間接的方式，先把電子從價帶激發(fā)到中間能級上，然后再將中間能級上的電子激發(fā)到導(dǎo)帶上。從

3、而，這個含有中間能級的電池系統(tǒng)可以更加充分地利用到太陽能光譜，使更多的光子參與到光電轉(zhuǎn)換的過程中來。又由于當前成熟的半導(dǎo)體摻雜技術(shù)，相比由多個單結(jié)串聯(lián)起來的光電池而言，雖然兩者都能夠利用到不同能量的光子，但是我們的含有中間能級的太陽能電池造價更低，從而更有商業(yè)價值。
　　在建立能級模型之后，我們得到了描述系統(tǒng)的哈密頓量，通過主方程，得到了電池系統(tǒng)各個能級的布居數(shù)隨時間演化的運動方程。在本文中，我們應(yīng)用數(shù)值計算方法求出了這些運動方程