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Quantum well solar cell using ultrathin germanium nanoabsorber

Meddeb Dite Hasanet, Hosni und Osterthun, Norbert und Götz-Köhler, Maximilian und Sergeev, Oleg und Gehrke, Kai und Vehse, Martin und Agert, Carsten (2021) Quantum well solar cell using ultrathin germanium nanoabsorber. In: 47th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, PVSC 2020, Seiten 1149-1152. IEEE. 47th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC) 2020, 2020-06-15 - 2020-08-21, Calgary, Canada. doi: 10.1109/PVSC45281.2020.9301016. ISBN 978-172816115-0. ISSN 0160-8371.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9301016

Kurzfassung

Quantum-confining nanostructures are a key approach for efficient solar energy conversion in advanced designs of photovoltaic devices. In this study, we report the first demonstration of quantum confinement (QC) effects in single quantum well (QW) solar cells based on ultrathin hydrogenated amorphous germanium (a-Ge:H) nanoabsorber, using cost-effective, industrial-compatible and low-temperature production processes. The drastic reduction of a-Ge:H thickness in single QW solar cell, from 20 nm down below 2 nm, results in QC-tunable optoelectronic properties and photovoltaic characteristics, while maintaining a comparable power conversion level. For the overall efficiency, the decrease in the photo generation current density (J sc ) due to the reduction of nanoabsorber thickness is compensated by a major gain up to a factor of two in open-circuit voltage (V oc ) exceeding 700 mV and a considerable enhancement of the fill factor (FF) from 45 to 65 %. The successful demonstration of ultrathin a-Ge:H QW solar cells underlines the promising potential of bandgap engineering and multiple quantum confining nanostructures in our device technology with high relevance for semi-transparent power-generating systems, especially in window-integrated PV or in greenhouses, when combined with appropriate transparent conductive electrodes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/147664/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Quantum well solar cell using ultrathin germanium nanoabsorber
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Meddeb Dite Hasanet, HosniHosni.Meddeb (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8939-7910NICHT SPEZIFIZIERT
Osterthun, NorbertNorbert.Osterthun (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2668-6605NICHT SPEZIFIZIERT
Götz-Köhler, MaximilianMaximilian.Goetz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6078-4359NICHT SPEZIFIZIERT
Sergeev, Olegoleg.sergeev (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5022-6118NICHT SPEZIFIZIERT
Gehrke, KaiKai.Gehrke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0591-8289NICHT SPEZIFIZIERT
Vehse, Martinmartin.vehse (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0578-6121NICHT SPEZIFIZIERT
Agert, CarstenCarsten.Agert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4733-5257NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:6 Januar 2021
Erschienen in:47th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, PVSC 2020
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/PVSC45281.2020.9301016
Seitenbereich:Seiten 1149-1152
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Meddeb, Hosnihosni.meddeb (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8939-7910NICHT SPEZIFIZIERT
Osterthun, Norbertnorbert.osterthun (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2668-6605NICHT SPEZIFIZIERT
Götz-Köhler, MaximilianMaximilian.Goetz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6078-4359NICHT SPEZIFIZIERT
Sergeev, Olegoleg.sergeev (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5022-6118NICHT SPEZIFIZIERT
Gehrke, KaiKai.Gehrke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0591-8289NICHT SPEZIFIZIERT
Vehse, MartinMartin.Vehse (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0578-6121NICHT SPEZIFIZIERT
Agert, Carstencarsten.agert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4733-5257NICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE
Name der Reihe:2020 47th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
ISSN:0160-8371
ISBN:978-172816115-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ultrathin solar cell, semiconductor nanostructures, quantum well, quantum confinement, resonant absorbing nanocavity
Veranstaltungstitel:47th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC) 2020
Veranstaltungsort:Calgary, Canada
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:15 Juni 2020
Veranstaltungsende:21 August 2020
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Stadt- und Gebäudetechnologien
Hinterlegt von: Meddeb Dite Hasanet, Hosni
Hinterlegt am:20 Dez 2021 18:41
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:46

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