Group IV Mid-Infrared Thermophotovoltaic Cells on Silicon
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
Compound semiconductors have been the predominant building blocks for the current midinfrared thermophotovoltaic devices relevant to sub- <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$2000 \,\mathrm{K}$</tex-math></inline-formula> heat conversion and power beaming. However, the prohibitively high cost associated with these technologies limits their broad adoption. Herein, to alleviate this challenge we introduce an all-group IV midinfrared cell consisting of GeSn alloy directly on a silicon wafer. This emerging class of semiconductors provides strain and composition as degrees of freedom to control the bandgap energy thus covering the entire midinfrared range. The proposed thermophotovoltaic device is composed of a fully relaxed Ge <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$_{0.83}$</tex-math></inline-formula> Sn <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$_{0.17}$</tex-math></inline-formula> <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$p$</tex-math></inline-formula> - <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$i$</tex-math></inline-formula> - <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$n$</tex-math></inline-formula> homojunction corresponding to a bandgap energy of <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$0.29 \,\mathrm{e\mathrm{V}}$</tex-math></inline-formula> . A theoretical framework is derived to evaluate cell performance under high injection. The black-body radiation absorption is investigated using the generalized transfer matrix method thereby considering the mixed coherent/incoherent layer stacking. Moreover, the intrinsic recombination mechanisms and their importance in a narrow bandgap semiconductor were also taken into account. In this regard, the parabolic band approximation and Fermi's golden rule were combined for an accurate estimation of the radiative recombination rate. Based on these analyses, power conversion efficiencies of up to 9% are predicted for Ge <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$_{0.83}$</tex-math></inline-formula> Sn <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$_{0.17}$</tex-math></inline-formula> thermophotovoltaic cells under black-body radiation at temperatures in the 500– <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$1500 \,\mathrm{K}$</tex-math></inline-formula> range. A slight improvement in the efficiency is observed under the frontside illumination but vanishes below <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$800 \,\mathrm{K}$</tex-math></inline-formula> , while the use of a backside reflector improves the efficiency across the investigated black-body temperature range. The effects of the heterostructure thickness, surface recombination velocity, and carrier lifetime are also elucidated and discussed.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle