열광전지용 GeSn 합금: 열전달, 광학 및 전자적 특성의 상호작용

열광전지(TPV)는 직접적인 열-전기 변환을 위한 유망한 기술입니다. 태양에 의해 구동되는 태양 전지와 달리, TPV 소스(집중 태양광 가열, 폐열, 전력 비밍)는 일반적으로 1000-2000 K에서 더 가까운 곳에서 생성되어, 훨씬 높은 전력 밀도(태양광의 약 0.1 W/cm2에 비해 5-60 W/cm2)를 가지는 복사를 생성하지만 많은 일반 반도체의 밴드갭 아래에 있습니다. 이는 저밴드갭, CMOS 호환 재료(특히 독일ium(Ge) 및 독일ium-주석 합금(GeSn)과 같은 IV족 반도체)에 대한 관심을 끌었습니다. 이 연구는 저밴드갭 직접갭 GeSn 태양전지를 사용하는 TPV 시스템의 포괄적인 유한 요소 모델(FEM)을 제시하며, 간접 재결합, 다층 생성 역학, 방출체와 셀 간의 열적 평형을 고려합니다. 이는 다양한 변형, 조성 및 온도에서 Ge 기반 재료에 대한 심층적인 연구를 지원하며, 미래 장치 설계를 위한 통찰력을 제공합니다.