Improved performance of quantum dot solar cells by type-II InAs/GaAsSb structure with moderate Sb composition.
Improved performance of quantum dot solar cells by type-II InAs/GaAsSb structure with moderate Sb composition.
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DOI：
10.1016/j.heliyon.2023.e20005
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发表时间：
2023-09
期刊：
影响因子：
4
通讯作者：
Yang, Tao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Shenglin;Wang, Shuai;Yang, Xiaoguang;Lv, Zunren;Chai, Hongyu;Meng, Lei;Yang, Tao
我们证明了改进的量子点太阳能电池（QDSC）的性能的II型InAs/GaAsSb结构。在Sb含量为18%的条件下，量子点的发光效率达到17.31%，比I型InAs/InGaAs量子点的发光效率提高了11.25%。这种改善可以归因于72.37%的高填充因子（FF），而后者为63%，因为II型结构有效地抑制了量子点中的载流子复合损失。当Sb组分增加到24%时，FF保持在72.67%的高水平，但效率下降到17%，因为GaAsSb覆盖层中的价带（VB）的升高进一步增强了空穴限制。并且限制降低了外量子效率（EQE）和短路电流密度（Jsc）。这些结果证明了通过II型结构提高QDSC效率的潜力。
We demonstrate improved performance of quantum dot solar cells (QDSCs) by type-II InAs/GaAsSb structure. With a moderate Sb composition of 18% and high quality QDs, a high efficiency of 17.31% under AM1.5 G illumination is achieved, showing an improvement of 11.25% in efficiency relative to type-I InAs/InGaAs QDSC. This improvement can be attributed to a high fill factor (FF) of 72.37% compared to 63% of the latter because the type-II structure effectively suppresses carrier recombination losses in QDs. As Sb composition increases to 24%, the FF maintains at a high level of 72.67%, but the efficiency drops to 17% because the elevation of valence band (VB) in GaAsSb capping layer further enhances the hole confinement. And the confinement reduces external quantum efficiency (EQE) and short-circuit current density (Jsc). These results prove the potential of improving efficiency of QDSCs by type-II structure.
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