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Novel semi‐transparent solar cell based on ultrathin multiple Si/Ge quantum wells

Meddeb Dite Hasanet, Hosni und Götz-Köhler, Maximilian und Flathmann, Cristoph und Seibt, Michael und Gehrke, Kai und Vehse, Martin (2022) Novel semi‐transparent solar cell based on ultrathin multiple Si/Ge quantum wells. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, Seiten 1-13. Wiley. doi: 10.1002/pip.3665. ISSN 1062-7995.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pip.3665

Kurzfassung

Unlike conventional opaque solar cells, semi‐transparent solar cells enable simultaneous electricity generation and light transmission. Along with solar energy harvesting, the offered multiple functionalities of these technologies, such as aesthetic appearance, visual comfort and thermal management, open diverse integration opportunities into versatile technological applications. In this work, the first demonstration of a novel semi‐transparent solar cell based on ultrathin hydrogenated amorphous Si/Ge multiple quantum wells (MQW) is reported. Through optoelectronic modelling, the advantages of ultrathin MQW as photoactive material to overcome the intrinsic limitations of thin (20 nm) and ultrathin (2.5 nm) single quantum well (SQW) counterparts are explained. This allows extra degree of freedom for both optical design and bandgap engineering. Mainly, the multiplication of the QWs number in a periodic configuration, taking advantage of effective synergy between electronic and photonic confinements, leads to an improvement of photocurrent, while preserving high voltage and fill factor and ensuring significant transparency. The MQW new concept yields a boost in power conversion efficiency up to 3.4% and a considerable average visible transmission of about 33%. A light utilization efficiency above 1.1% is achieved, which can be considered as one of the highest among inorganic semi‐transparent solar cell technologies. The successful demonstration of ultrathin semi‐transparent Si/Ge MQW solar cells indicates the promising integration potential of this emerging photovoltaic technology for supplying systems in relevant applications such as in buildings, vehicles and greenhouses.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192924/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Novel semi‐transparent solar cell based on ultrathin multiple Si/Ge quantum wells
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
Götz-Köhler, MaximilianMaximilian.Goetz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6078-4359NICHT SPEZIFIZIERT
Flathmann, Cristophchristoph.flathmann (at) uni-goettingen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seibt, Michaelmichael.seibt (at) uni-goettingen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT 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
Datum:28 Dezember 2022
Erschienen in:Progress in Photovoltaics: Research and Applications
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/pip.3665
Seitenbereich:Seiten 1-13
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Raffaelle, Rynerprsps (at) rit.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Wiley
Name der Reihe:SPECIAL ISSUE ARTICLE_WCPEC-8
ISSN:1062-7995
Status:veröffentlicht
Stichwörter:bandgap engineering nanophotonic structure nanotechnology optoelectronic modelling quantum confinement quantum wells semi-transparent photovoltaics ultrathin solar cell
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Hinterlegt von: Meddeb Dite Hasanet, Hosni
Hinterlegt am:04 Jan 2023 11:24
Letzte Änderung:05 Jan 2023 12:35

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