Recombinación asistida por defectos en semiconductores y parámetros de dispositivos fotovoltaicos a partir de los...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física computacional
• Física de los semiconductores

Sus antecedentes:

• La recombinación Shockley-Read-Hall (SRH) asistida por defectos es un mecanismo de pérdida importante en los semiconductores.
• El cálculo preciso de las tasas de recombinación de SRH es crucial para predecir el rendimiento de los dispositivos fotovoltaicos.
• Las aproximaciones actuales para la dinámica de recombinación de SRH tienen limitaciones.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método basado en los primeros principios para calcular las tasas de recombinación de SRH asistida por defectos.
• Para modelar con precisión la dinámica de recombinación en estado estacionario en condiciones de no equilibrio.
• Evaluar el impacto de los defectos en los parámetros del dispositivo fotovoltaico.

Principales métodos:

• Solución completa de las ecuaciones de velocidad para las transiciones a través de la brecha de banda a través de todos los estados de carga defectuosa.
• Primeros principios de cálculo de las tasas de transición de las emisiones radiativas y no radiativas multifónicas.
• Aplicación del método a siete semiconductores fotovoltaicos emergentes.

Principales resultados:

• El método desarrollado proporciona tasas exactas de recombinación de SRH asistida por defecto.
• Se evaluó el efecto de defectos específicos en los parámetros del dispositivo fotovoltaico.
• Limitaciones demostradas de las aproximaciones de uso común para la dinámica de la recombinación.

Conclusiones:

• El nuevo método avanza en la comprensión de las pérdidas inducidas por defectos en la energía fotovoltaica.
• Proporciona una base computacional para los semiconductores tolerantes a los defectos.
• Ayuda en el descubrimiento de materiales fotovoltaicos de alto rendimiento.