Estudio de celdas solares de Ge para aplicaciones termofotovoltaicas

Abstract

Un sistema termofotovoltaico consta de tres partes distintas: una fuente de calor, la cual puede ser una llama o un emisor selectivo, un filtro de infrarrojo y una celda fotovoltaica. Debido a las características de su band gap, el Ge es un material apropiado para su utilización como celda termofotovoltaica en este tipo de sistemas, motivo por el cual fue elegido para su estudio en este trabajo. Se consideraron entonces homojunturas de Ge con ventana pasivante, para lo que primeramente se consideró InGaP y luego GaAs. Se simuló numéricamente el dispositivo con el código D-AMPS-1D, obteniéndose los parámetros eléctricos, la eficiencia cuántica externa y la reflectividad óptica espectral. Como fuente de iluminación se consideró el espectro generado por un emisor con manto incandescente de Er₂O₃ y el espectro AM1.5g con fines comparativos. Finalmente se calcularon los parámetros eléctricos para la homojuntura de Ge con ventana de GaAs a 50ºC, temperatura típica de operación de los sistemas termofotovoltaicos.