محاسبه مولفه‌های اتلاف‌ ذاتی در سلول خورشیدی سیم کوانتومی Ingaas توسط مدل‌بندی تحلیلی و شبیه‌سازی عددی

در این مقاله، معادلاتی برای محاسبه مولفه‌های اتلاف‌ ذاتی، شامل اتلاف زیرگاف، گرمایی، بولتزمن، کرنت، وگسیلی، در سلول‌های خورشیدی سیم کوانتومی با باند میانی (qwr-ibsc) ارائه گردیده است. این معادلات از روش تعادلی ایده‌آل وبا توجه به تغییراتی که در جذب و گسیل فوتون‌ها به علت باند میانی ایجاد می‌شود، به‌دست می‌آیند. سپس، با روابط ارائه شده در این مقاله، مولفه‌های اتلاف‌ ذاتی برای نمونه تجربی گزارش‌شده qwr-ibsc، که در آن آرایه‌ای منظم از سیم‌های کوانتومی از جنس inxga1-xas در ناحیه ذاتی سلول خورشیدی نوعp-ذاتی-نوعn از جنس gaas قرار گرفته‌است، محاسبه می‌شوند. انجام محاسبات مربوط به اتلاف ذاتی qwr-ibsc نیازمند محاسبه موقعیت و پهنای باند میانی در گاف انرژی gaas است. موقعیت باند میانی که معادل اولین ویژه مقدار سیم کوانتومی است، با حل معادله شرودینگر به روش المان محدود و پهنای باند میانی با مدل تنگ‌بست به‌دست می‎‌آیند. درنهایت، اثر غلظت مولی ایندیوم برهریک از مولفه‌های اتلاف‌ ذاتی gaas/inxga1-xas qwr-ibsc بررسی می‌شود.