Traditional Si solar cells have a narrow active absorption cross section among the short wavelength range (200-400 nm). The down-shifting process can efficiently improve the spectral response of Si solar cells by converting shorter wavelengths (i.e., ultraviolet, UV) to longer wavelengths (i.e., the visible range). Here, ZnSe quantum dots (QDs), prepared by an aqueous solution method and employed as a luminescent down-shifting layer, were spin coated onto the upper surface of manufactured Si solar cells. Measurements under standard test conditions (AM1.5, 100 mW/cm 2 ) show that the efficiency of the ZnSe QDs-Si hybrid solar cell is increased from 11.48% to12%. The improvement of the ZnSe QDs-Si hybrid solar cell is ascribed to the efficient down-shifting process of ZnSe QDs, which enhances spectra response in the UV region for Si solar cells. The mechanism of this optical coupling and efficiency enhancement is investigated in detail. These results support the case that low-cost ZnSe QDs can be employed as efficient downshifting material on large-area solar cells.PACS Nos.: 81.07Ta, 77.84Bw, 88.40hj.
Résumé : Les cellules solaires Si traditionnelles ont une section efficace d'absorption faible dans le domaine des ondes courtes (200-400 nm). Un mécanisme de décalage vers le bas (downshifting) peut améliorer l'efficacité des cellules solaires Si en convertissant les courtes longueurs d'onde (ultraviolet, UV) vers les longueurs d'onde du visible. Nous employons ici des points quantiques (QD) deZnSe, préparés en solution aqueuse, comme couche de convertisseur vers le bas et les appliquons par enduction centrifuge sur la surface de la cellule solaire Si manufacturée. Des mesures faites sous des conditions standardisées (AM1.5, 100 mW/cm 2 ) montrent que l'efficacité de la cellule solaire hybride ZnSe QD-Si voit son efficacité passer de 11.48% à 12%. Nous attribuons l'amélioration du cas hybride ZnSe QD-Si à une conversion efficace par les QD de ZnSe, qui augmente la réponse spectrale de la cellule Si dans l'UV. Nous étudions ici en détail le mécanisme de ce couplage optique et l'amélioration qu'il apporte. Ces résultats supportent l'utilisation des QD ZnSe peu chers comme convertisseurs efficaces pour les cellules solaires. [Traduit par Rédaction]