什麼是肖克利奎伊瑟極限 Shockley Queisser limit ?

時間 2021-05-29 22:26:56

1樓:野人燙髮

莫問出處講得挺詳細了,補充一下。

這個限制同時考慮了以下因素:

1)吸光和反光;

2)帶隙的寬窄。帶隙越寬,則電流越低,電壓越高;反之,電流越高,電壓越低。因為功率等於電流乘以電壓,故帶隙必然有乙個最優值,也就是1.4eV左右。

2樓:

Shockley–Queisser limit是指單p-n節太陽能電池所能達到的理論能量轉換極限。

如下面這張圖所示:黑色部分為不同帶隙材料對應的最大輸出功率。帶隙太大,可利用的光子數太少,浪費了大量低能光子(紫色部分);帶隙太小,可輸出電壓太小,大量的光子能量以熱能耗散(綠色部分);這兩者是主要的能量損失。

此外,還有基於二極體原理導致的最大功率輸出點電壓低於帶隙所導致的能量損失(灰色部分),以及黑體輻射導致的能量損失(藍色部分)。

S-Q limit的能量損失組成

綜合各種因素,Shockley和Queisser總結出了單p-n節太陽能電池的最佳帶隙為1.3-1.4eV,理論最高轉換效率約33%。

注:S-Q極限只是基於p-n節原理的理論計算,如果電池本身並非是基於簡單的p-n節的,或者結構比較複雜,如疊層電池,理論效率是可以超過S-Q極限的。

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