First principles approach to solar energy conversion efficiency of semiconductor heterojunctions

异质结 材料科学 半导体 光电子学 透射率 吸收(声学) 能量转换效率 太阳能 量子效率 载流子 传递矩阵法(光学) 电子 多激子产生 太阳能电池 光子 光学 物理 生物 生态学 量子力学 复合材料
作者
Giovanni Di Liberto,Ornella Fatale,Gianfranco Pacchioni
出处
期刊:Solar Energy [Elsevier]
卷期号:236: 445-454 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.solener.2022.03.023
摘要

We present an approach to determine from first principles the expected efficiency of semiconductors heterojunctions in solar light absorption and electron-hole pairs generation for photocatalysis and solar cells applications. In a composite material, upon absorption of photons of appropriate wavelength, electrons and holes can migrate towards different components of the junction, thus reducing the electron-hole recombination probability. This occurs when the bands of the two semiconductors are properly aligned. However, a favorable band alignment is not a sufficient condition to have a device able to convert efficiently solar light into chemical or electrical energy. Using the Transfer Matrix Method and Density Functional Theory calculations we evaluate the transmittance and reflectivity of the charge carriers, and we determine two descriptors, the injection efficiency and the maximum conversion efficiency, that allow us to predict in a more realistic way the performance of the device. This method is based on the explicit inclusion of surface, interface, and quantum confinement effects that can be present when the heterojunction is formed. By using the YP/TiO2 (Y = Al, Ga, In) and the CsPbX3/TiO2 (X = Cl, Br, I) systems as examples we show that the approach provides an excellent agreement with the available experimental data.
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
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
刚刚
五颜六色的白完成签到,获得积分10
刚刚
面壁思过应助yzh1129采纳,获得10
刚刚
短短大王发布了新的文献求助10
刚刚
lyp7028发布了新的文献求助10
刚刚
帅气善斓发布了新的文献求助20
1秒前
饱满的鸡翅完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
天边一阵风完成签到,获得积分10
2秒前
酷酷的小鸽子应助Reyi采纳,获得20
2秒前
科研通AI6应助小白采纳,获得10
2秒前
H_发布了新的文献求助10
2秒前
斯文败类应助xujingyi采纳,获得10
2秒前
二呆完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
搜集达人应助您疼肚采纳,获得10
3秒前
鳗鱼柚子完成签到 ,获得积分10
3秒前
AN1AN发布了新的文献求助25
3秒前
zizi完成签到,获得积分10
3秒前
慕青应助研二发核心采纳,获得10
4秒前
彭于晏应助夏末采纳,获得10
4秒前
4秒前
阿刁完成签到,获得积分10
5秒前
hh发布了新的文献求助10
5秒前
危机的仰发布了新的文献求助10
6秒前
LX完成签到,获得积分10
6秒前
端庄一刀发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
思川发布了新的文献求助10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
10秒前
10秒前
研友_VZG7GZ应助灰色头像采纳,获得10
10秒前
11秒前
佛了欢喜完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
打打应助vince采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Red Book: 2024–2027 Report of the Committee on Infectious Diseases 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5647315
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4773295
关于积分的说明 15038828
捐赠科研通 4806039
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2570062
邀请新用户注册赠送积分活动 1526968
关于科研通互助平台的介绍 1486049