There are numerous inorganic materials that may qualify as good photovoltaic absorbers. The currently available selection principle (Shockley-Queisser criteria)focuses on materials with a direct band gap of ~1.3 eV, but does not provide compelling design principles even for the initial material screening. In this paper, they offer a calculable selection metric of spectroscopic limited maximum efficiency (SLME) that can be used for initial screening.It takes into account the band gap, the shape of absorption spectra, and the material-dependent nonradiative recombination losses. This is illustrated here via high-throughput first-principles quasiparticle calculations of SLME for 260 generalized IpIIIqVIr chalcopyrite materials. It identifies over 20 high-SLME materials.I will introduce one of them and future plan of my research.
高効率の太陽電池になり得る無機物はたくさんある。その中から、バンドギャップのみに注目し1.3eV付近のものを選ぶのがShockley-Queisser基準であるが、それだけでは不十分である。 この論文では、バンドギャップの他に吸収スペクトルの形、非輻射再結合損失などを考慮したSLMEの提案をしている。260のカルコパイライト構造の物質に対してSLME計算を行った結果、高い効率を持つ物質が20以上わかった。そのうちの1つを例として取り上げ、今後の研究の展望について述べる。