Efectul fotovoltaic şi caracteristicile celulelor solare cu P-N jocţiune radială în nanofire

Abstract

Un nou model de celula solară format dintr-o retea de nanofire dens aranjate, unde fiecare nanofir dispune o jonctiune p-n în directie radială, si sînt orientate paralel cu direcţia de propagare a luminii, duce la separarea ortogonală în spaţiu a directiilor de separare a purtătorilor de sarcină generaţi şi de absorbţie a luminii. Fapt care permite colectarea purtătorilor de sarcină generaţi ce au o lungime de difuzie mică, în funcţie de raza nanofirului. Aşa o structură permite folosirea materialelor pentru conversia fotovoltaică ce dispun de lungimi mici de difuzie a purtătorilor de sarcină minoritari şi respectiv mai puţin costisitoare. Acest lucru este arătat şi prin soluţionarea ecuaţiilor de transport a purtătorilor de sarcină prin joncţiunea pn cilindrică coaxilală, unde este demostrată colectarea mai sporită a purtătorilor de sarcină cu lungimi de difuzie mici. Aşa o configuraţie a nanofirelor schimbă radical interacţiunea undelor luminoase cu interfaţa celulei solare,lumina pătrunzînd în reţeaua de nanofire suferă numeroase reflecţii de pereţii laterali ai nanofirului astfel mărindu-se esenţial absorbţia luminii.