Simulación de una célula solar de heterounión GaAs/AlGaAs.

1. Introducción: células solares de arseniuro de galio y sus aplicaciones.

Las células solares de arseniuro de galio (GaAs) se utilizan en aplicaciones donde la alta eficiencia de conversión, el bajo peso y la fiabilidad son más importantes que el coste. El GaAs es un semiconductor de banda prohibida directa con una banda prohibida de aproximadamente 1,42 eV, lo que permite que la luz solar se absorba de forma eficiente en un rango de unos pocos micrómetros de material. Esto lo convierte en un material especialmente atractivo para dispositivos fotovoltaicos de alto rendimiento.

Las células solares basadas en GaAs se utilizan ampliamente en satélites y naves espaciales, donde el área de superficie disponible es limitada y la resistencia a la radiación es importante (??). También se utilizan en sistemas fotovoltaicos de concentración, donde la luz solar se concentra en una pequeña célula semiconductora, y en aplicaciones especializadas, como aviones de gran altitud y convertidores de energía láser. Las células solares espaciales modernas suelen combinar el GaAs con otros semiconductores del grupo III-V en estructuras de múltiples uniones para lograr una mayor eficiencia.

En este tutorial, simulamos una célula solar de heterounión GaAs/AlGaAs. Se coloca una fina capa de AlGaAs, con una banda prohibida más amplia, sobre la unión de GaAs para reducir la absorción no deseada y las pérdidas por recombinación superficial. Utilizando OghmaNano, analizamos cómo el dispositivo absorbe la luz solar, transporta los portadores fotogenerados y produce energía eléctrica, combinando cálculos basados en la matriz de transferencia óptica con el modelado de deriva-difusión.

2. Diseño y comprensión del funcionamiento de la célula solar de GaAs/AlGaAs.

Simularemos una célula solar de heterounión GaAs/Al0,3Ga0,7As, que consiste en una fina capa de AlGaAs con una gran separación de banda, situada sobre una unión p–n de GaAs. Aunque es un dispositivo relativamente sencillo, ilustra varios aspectos importantes de la fotovoltaica de los semiconductores del grupo III–V, como la absorción óptica, la generación de portadores de carga, el transporte por deriva y difusión, la recombinación y la influencia de las heterouniones semiconductoras en la recolección de portadores.

Para empezar, abra OghmaNano y haga clic en «Nueva simulación» en la pestaña «Archivo». Esto abrirá la biblioteca de dispositivos (??). Haga doble clic en «Demos de GaAs» para abrir las simulaciones de GaAs disponibles (??). Seleccione la celda solar de heterounión GaAs/Al0.3Ga0.7As, elija una carpeta de destino y haga clic en «Guardar».

Una vez cargado, OghmaNano muestra el dispositivo en la pestaña «Estructura del dispositivo» (??). Las flechas verdes indican la iluminación desde arriba, mientras que las regiones de colores representan las cuatro capas semiconductoras. La estructura y las propiedades de los materiales se pueden modificar utilizando el editor de capas ( editor de capas) y el editor de parámetros eléctricos.

El dispositivo consta de cuatro capas semiconductoras, dispuestas desde la superficie iluminada hasta el contacto posterior:

El absorbente de GaAs es el encargado de convertir los fotones incidentes en pares electrón-hueco. El GaAs tiene una banda prohibida directa de aproximadamente 1,42 eV, lo que le confiere un alto coeficiente de absorción y permite que la luz solar se absorba en una capa semiconductora relativamente delgada. El emisor de tipo p y el absorbente de tipo n forman la unión fotovoltaica principal. La difusión de portadores a través de esta unión establece una región de agotamiento y un campo eléctrico inherente, lo que ayuda a separar los electrones y los huecos fotogenerados y a transportarlos hacia sus respectivos contactos. La capa de Al0,3Ga0,7As actúa como ventana e introduce una heterounión semiconductora en la superficie iluminada. La adición de aluminio aumenta la banda prohibida en relación con el GaAs, lo que hace que la ventana sea más transparente a los fotones que pueden ser absorbidos en el GaAs subyacente. La diferencia en la afinidad electrónica y la banda prohibida también produce discontinuidades en las bandas de conducción y valencia en la interfaz. Estas pueden ayudar a suprimir el transporte de portadores minoritarios hacia la superficie frontal, reduciendo las pérdidas por recombinación, aunque los grandes desajustes de banda pueden dificultar la extracción de portadores. La capa de ventana de tipo p+ y la capa de contacto posterior de tipo n+ también ayudan a proporcionar conexiones eléctricas de baja resistencia. En la parte posterior, la transición entre el absorbente ligeramente dopado y el contacto fuertemente dopado crea un campo eléctrico adicional que puede repeler los huecos minoritarios del contacto posterior. Por lo tanto, la combinación del grosor de la capa, el dopaje y la alineación de la banda determina la eficiencia con la que los fotones absorbidos se convierten en corriente eléctrica.

Se puede examinar y modificar la estructura del dispositivo haciendo clic en el botón del editor de capas, que se encuentra en el lado izquierdo de la pestaña «Estructura del dispositivo» en la ventana principal. El botón se representa con tres barras horizontales de colores que ilustran un dispositivo en capas. Al hacer clic en él, se abre el editor de capas (??), donde se puede cambiar el grosor, el material óptico y el tipo de cada capa. El grosor de la capa es especialmente importante en las células solares, ya que determina la cantidad de luz que se absorbe y la distancia que deben recorrer los portadores fotogenerados antes de llegar a los contactos.

La pestaña «Electrical» (??) permite acceder a los editores de «Dopaje/iones» y «Gradientes/deformación». El editor de dopaje (??) controla las concentraciones de donantes y aceptores en todo el dispositivo. Estos parámetros determinan la posición y el ancho de la región de agotamiento, el campo eléctrico inherente y la conductividad eléctrica de cada capa. En consecuencia, modificar el dopaje puede influir significativamente en la recolección de portadores, la recombinación y las características resultantes de la curva J–V.

El editor de gradientes/deformaciones (??) controla las variables de composición del material \(x\), \(y\) y \(z\). Estas variables se pueden especificar de forma independiente al principio y al final de cada capa, lo que permite simular tanto estructuras semiconductoras de composición uniforme como estructuras con gradientes de composición. En el caso de aleaciones como AlxGa1-xAs, la fracción de aluminio influye en la banda prohibida y en la alineación de las bandas con GaAs. Por lo tanto, modificar la composición de la aleación proporciona una forma de investigar cómo los desplazamientos de banda en las heterouniones afectan al transporte y a la recombinación de portadores. La interpretación de cada variable de composición está definida por el modelo de material semiconductor seleccionado.

3. Ejecutar la simulación y analizar los resultados.

Para ejecutar la simulación de la célula solar de GaAs/AlGaAs, haga clic en el botón azul. Ejecutar simulación. botón en el Archivo cinta o botón F9. Abre Terminal tab para seguir el cálculo (??). Al principio, la información que se muestra en la pantalla puede parecer compleja, con muchas líneas de datos numéricos. Sin embargo, una vez que se comprende el significado de cada parte, la información es relativamente fácil de interpretar.

La primera etapa de la simulación es el cálculo óptico, que se muestra en el texto de colores en la parte superior de ??. OghmaNano calcula la absorción óptica y la fotogeneración en diferentes longitudes de onda a lo largo del espectro solar incidente. Una vez completado este cálculo, el programa inicia el barrido de corriente-voltaje (J-V), aplicando una serie de voltajes a la célula solar y calculando la densidad de corriente resultante.

Cada línea del cálculo J–V corresponde a un voltaje aplicado. El valor etiquetado como top= indica el voltaje aplicado al contacto superior, mientras que btm= indica el voltaje en el contacto inferior, que se mantiene en 0 V. La densidad de corriente calculada se muestra en A/m² junto al voltaje aplicado. La cantidad f()= es el residuo numérico del solucionador eléctrico, que indica qué tan bien la solución calculada satisface las ecuaciones del semiconductor. Los residuos más pequeños indican una mejor convergencia numérica.

A medida que aumenta el voltaje aplicado, la fotocorriente disminuye gradualmente en magnitud. En ??, el barrido de voltaje se acerca al voltaje de circuito abierto, VOC. Entre aproximadamente 0,92 V y 0,94 V, la densidad de corriente cambia de negativa a positiva, lo que indica que la corriente neta ha pasado por cero. Esta es la condición de circuito abierto, en la que la corriente directa del diodo se equilibra exactamente con la corriente fotogenerada. La simulación continúa más allá de VOC para caracterizar la región de polarización directa de la curva J–V, y se detiene cuando se supera el voltaje máximo especificado de 1,25 V.

Para cada valor de voltaje aplicado, OghmaNano resuelve la ecuación de Poisson junto con las ecuaciones de deriva-difusión y de continuidad de portadores. Estas ecuaciones describen cómo varían el potencial electrostático, las concentraciones de electrones y huecos, y las corrientes de portadores en todo el dispositivo:

\[ \nabla\cdot(\varepsilon\nabla\varphi) = -q\,(p-n+N_D^+-N_A^-) \] \[ \nabla\cdot\mathbf{J}_n = q(R-G), \qquad \nabla\cdot\mathbf{J}_p = -q(R-G) \]

Aquí, \(G\) es la tasa de fotogeneración calculada a partir del modelo óptico, mientras que \(R\) representa la recombinación de portadores, que puede incluir recombinación radiativa, recombinación de Shockley-Read-Hall y recombinación de Auger. El equilibrio entre la generación, la recombinación y la extracción de portadores determina la salida eléctrica de la célula solar. Para obtener más información, consulte la teoría del modelado de deriva-difusión.

Cuando finalice el cálculo, seleccione la pestaña de resultados (??). OghmaNano guarda sus resultados en el directorio de la simulación, incluyendo jv.csv, que contiene la curva J–V, y sim_info.dat, que contiene los principales parámetros de rendimiento fotovoltaico. Los directorios optical_output y snapshots contienen información adicional sobre el comportamiento óptico y eléctrico. Consulte la documentación de los archivos de resultados (output files documentation) para obtener más detalles.

Haga doble clic en jv.csv para mostrar la curva J–V iluminada (??). La corriente se mantiene aproximadamente constante bajo polarización inversa y una pequeña polarización directa, antes de aumentar rápidamente a medida que el voltaje aplicado se acerca al voltaje de circuito abierto. Haga doble clic en sim_info.dat para analizar el rendimiento del dispositivo obtenido (??).

A continuación se resumen los resultados más importantes obtenidos mediante la simulación de la célula solar de GaAs/AlGaAs.

La densidad de corriente de cortocircuito, JSC, mide la fotocorriente cuando el voltaje aplicado es cero. Su signo negativo refleja la convención de que la corriente fotovoltaica fluye en dirección opuesta a la corriente directa del diodo. Su magnitud, aproximadamente 26,9 mA cm⁻², indica que una parte considerable de la luz solar incidente se convierte en portadores de carga recolectados.

El voltaje de circuito abierto, VOC, es el voltaje al que la corriente neta se anula. En estas condiciones, la fotogeneración se equilibra con la recombinación, y el dispositivo ya no puede suministrar corriente a un circuito externo. El VOC calculado de 0,922 V es inferior al voltaje intrínseco de 1,387 V, lo que refleja la influencia de la recombinación y las poblaciones finitas de portadores que se mantienen bajo iluminación. Para obtener más información, consulte cálculo del potencial intrínseco.

El factor de llenado describe qué tan cerca se encuentra la curva J–V de una forma rectangular ideal, mientras que la eficiencia de conversión de potencia indica la proporción de la potencia óptica incidente que se convierte en potencia eléctrica:

\[ \mathrm{FF}=\frac{|J_{mp}|V_{mp}}{|J_{SC}|V_{OC}}, \qquad \mathrm{PCE}=\frac{|J_{mp}|V_{mp}}{P_{in}} \]

Para una densidad de potencia incidente de 1000 W m⁻² bajo una iluminación AM1.5G, la densidad de potencia máxima calculada de 200,48 W m⁻² corresponde a eficiencia de la conversión de energía del 20,05 %El factor de llenado de aproximadamente el 80,8 % indica que el dispositivo simulado mantiene una fotocorriente considerable en gran parte de su rango de voltaje de funcionamiento. El punto de máxima potencia se alcanza aproximadamente a 0,80 V. Su posición exacta depende de la resolución de voltaje seleccionada en la Editor de J–V.

La eficiencia simulada es de aproximadamente 20% demuestra el alto rendimiento fotovoltaico que se puede lograr con células solares basadas en GaAs. La banda de energía directa del GaAs permite una fuerte absorción óptica, mientras que la capa de AlGaAs ayuda a reducir las pérdidas ópticas y de recombinación en la superficie frontal. Se pueden lograr mejoras adicionales optimizando el grosor de las capas, las concentraciones de dopaje y el diseño óptico. Por ejemplo, agregar una capa antirreflectante puede aumentar la proporción de luz solar incidente que absorbe el dispositivo; véase el tutorial sobre cómo aplicar un recubrimiento antirreflejos.

5. Analice la simulación óptica.

Haga clic en la pestaña «Óptica» en la parte superior de la ventana principal para abrir la barra de herramientas óptica (??). Tenga en cuenta que la intensidad de la luz (en unidades solares) está establecida en 1,0. Haga clic en «Matriz de transferencia» para abrir el editor de simulación óptica.

La barra de herramientas del editor le permite elegir cómo se calcula el perfil de generación óptica: matriz de transferencia, método TMM de diferencias finitas o perfiles más sencillos (perfil exponencial, perfil plano, a partir de un archivo, a partir de espectros QE, valor constante). En este ejemplo, el modelo resaltado es el método TMM de diferencias finitas. Los métodos de matriz de transferencia tratan el dispositivo como una pila de películas delgadas y calculan los campos ópticos que se propagan hacia adelante y hacia atrás en cada capa, teniendo en cuenta la reflexión y la interferencia en cada interfaz y la absorción dentro de cada capa. Haga clic en «Ejecutar simulación óptica» para recalcular los campos ópticos sin volver a ejecutar el modelo eléctrico. Para obtener más información, consulte ¿Qué es el método de la matriz de transferencia y el método de la matriz de transferencia en OghmaNano. La pestaña «Distribución de fotones» (??) muestra la densidad de fotones en función de la longitud de onda y la profundidad, y la pestaña «Distribución de fotones absorbidos» (??) muestra dónde se absorben esos fotones. Las pestañas «Tasa de generación», «Luz reflejada» y «Luz transmitida» muestran el perfil de generación integrado y los espectros de reflexión y transmisión.

En estos mapas se pueden observar claramente varios elementos:

• Las longitudes de onda cortas se absorben cerca de la superficie. El GaAs absorbe la luz azul con gran intensidad, por lo que estos fotones se absorben en los primeros cientos de nanómetros, en el emisor y cerca de la unión.
• Las longitudes de onda más largas penetran más profundamente y se absorben en todo el material absorbente de n-GaAs. Por este motivo, el material absorbente debe tener un grosor de unos pocos micrómetros.
• A partir de aproximadamente 870 nm, los fotones atraviesan todo el dispositivo sin ser absorbidos. Estos fotones tienen energías inferiores a la banda prohibida del GaAs y no pueden generar portadores.
• Las líneas horizontales oscuras que aparecen en determinadas longitudes de onda (por ejemplo, cerca de los 760 nm) corresponden a los puntos mínimos del espectro incidente AM1.5G, causados por la absorción atmosférica, y no a características del dispositivo.

Cada fotón absorbido en el GaAs genera un par electrón-hueco; esta densidad de fotones absorbidos se convierte en la tasa de generación \(G\) en las ecuaciones de deriva-difusión. La ventana de AlGaAs tiene una banda prohibida más amplia que el GaAs, por lo que los fotones con energías entre las dos bandas prohibidas la atraviesan y se absorben en el GaAs que se encuentra debajo, donde los portadores resultantes pueden ser recolectados. Los fotones absorbidos en la propia ventana o en el GaAs que está muy cerca de una superficie no pasivada tienen muchas más probabilidades de perderse por recombinación.

6. Parámetros de los materiales eléctricos.

Vuelva a la ventana principal, seleccione la pestaña «Estructura del dispositivo» y haga clic en «Parámetros eléctricos» en la barra de herramientas de la izquierda. Esto abrirá el editor de parámetros eléctricos Editor de parámetros eléctricos (??), que contiene una pestaña para cada capa semiconductora. La captura de pantalla muestra la ventana Al0.3Ga0.7As seleccionada, con el modelo de material Lua general AlxGa1-xAs que se muestra en el editor de código. La fracción de aluminio \(x\) se controla a través del editor de gradientes/deformación (??). La barra de herramientas también controla la física eléctrica: se activan los mecanismos de deriva-difusión y los de equilibrio Trampas de Shockley-Read-Hall (SRH), mientras que los mecanismos dinámicos, la recombinación de Auger y el transporte de excitones están desactivados. Estos últimos modelos son especialmente útiles para ciertos dispositivos semiconductores desordenados, pero no son necesarios en este caso.

OghmaNano permite especificar las propiedades de los materiales directamente o calcularlas utilizando sus base de datos de materialesPara los semiconductores inorgánicos bien caracterizados, como el GaAs, el AlGaAs y el InGaAs, la base de datos ofrece modelos para propiedades como la banda prohibida y la afinidad electrónica. movilidad de los portadores y la recombinación, incluida su dependencia de la composición y la temperatura. Estos modelos se implementan como Scripts de Lua, con los materiales disponibles que se indican en Biblioteca de modelos de materiales para Lua.Cuando Guion Cuando se presiona el botón, el simulador utiliza el modelo de material Lua seleccionado. Cuando no se presiona, el simulador utiliza, en cambio, los valores introducidos directamente en el Parámetros tab. Este enfoque más sencillo es especialmente útil para los semiconductores con propiedades irregulares o poco definidas, donde los parámetros de los materiales suelen variar de forma independiente.

Ambos enfoques también pueden combinarse, como se muestra en la pestaña Parámetros (??). Aquí, se introducen directamente propiedades como la movilidad de los portadores, las densidades de estados efectivas, la banda prohibida y la afinidad electrónica, mientras que otras, como los parámetros de la trampa SRH, se proporcionan mediante el modelo Lua y se indica que el valor se encuentra en el script. Para controlar este comportamiento, haga clic en la flecha junto a Script y seleccione Anular base de datos de materiales (??). Los parámetros marcados utilizan los valores de los cuadros de texto, mientras que los parámetros no marcados utilizan la base de datos de materiales. Esto es útil para investigar los desplazamientos de banda de las heterouniones o para variar parámetros individuales sin modificar el modelo de material subyacente. El mismo menú también contiene la opción Importar script de material, que permite seleccionar un modelo Lua diferente de la base de datos.

En este ejemplo, se modifican los valores de movilidad de electrones y huecos en la dirección y, la banda prohibida, la afinidad electrónica, las densidades de estados efectivas y la permitividad relativa, mientras que los parámetros de recombinación siguen derivándose del modelo Lua. Esto resulta útil al analizar la alineación de bandas en heterouniones, ya que modificar la banda prohibida o la afinidad electrónica permite variar los desplazamientos de las bandas de conducción y valencia sin modificar la base de datos de materiales compartida. También se pueden utilizar modificaciones para realizar análisis de sensibilidad de parámetros y comparaciones con datos experimentales.

El menú «Script» también ofrece la opción de importar un script de materiales, que permite seleccionar otro modelo de material de la base de datos. Para obtener más información, consulte definición de parámetros eléctricos con Lua, la biblioteca de modelos de materiales y la documentación de la base de datos de materiales. Las definiciones de materiales específicas del usuario se almacenan en oghma_local.

7. Bandas de energía y niveles cuasi-Fermi.

Una de las herramientas más útiles para comprender el funcionamiento de un dispositivo semiconductor es el visualizador de instantáneas. Este permite visualizar parámetros como las bandas de energía, la densidad de portadores y los campos eléctricos en diferentes etapas de una simulación. Por ejemplo, durante un barrido de corriente-voltaje (J–V), el visualizador muestra cómo cambian estos parámetros en función del voltaje aplicado, mientras que en una simulación transitoria muestra su evolución a lo largo del tiempo. Para abrir el visualizador, vaya a la pestaña de Resultados y haga doble clic en la carpeta snapshots. La barra deslizante en la parte inferior de la ventana le permite desplazarse entre las diferentes etapas de la simulación. Consulte la documentación del visualizador de instantáneas documentación del visualizador de instantáneas para obtener más información.

Un punto de partida interesante es comparar el dispositivo en la oscuridad y bajo iluminación. Para simular el dispositivo en la oscuridad, seleccione la opción «Optical ribbon» y establezca la intensidad de la luz (en unidades solares) en cero (??), y luego vuelva a ejecutar la simulación. El diagrama de bandas de energía resultante, a aproximadamente 0 V, se muestra en ??. Observe que los niveles de Fermi de los electrones y los huecos coinciden y son completamente planos en todo el dispositivo. Esta es una característica del equilibrio térmico: aunque las bandas del semiconductor se curvan considerablemente, no hay una corriente neta que fluya a través del dispositivo.

Ahora, restablezca la intensidad de la iluminación a 1 Sol y vuelva a ejecutar la simulación. El diagrama de bandas correspondiente a aproximadamente 0 V se muestra en ??. Las bandas de conducción y valencia siguen siendo similares a las que se observan en la oscuridad, pero los niveles cuasi-Fermi de electrones y huecos ya no coinciden. En cambio, se separan a medida que los electrones y huecos fotogenerados establecen poblaciones de portadores fuera del equilibrio dentro del dispositivo.

Al analizar con más detalle los diagramas de bandas, la característica más destacada es la marcada curvatura de las bandas entre aproximadamente 0,25 µm y 0,55 µm. Esto corresponde a la región de agotamiento de la unión p–n de GaAs. Dado que el absorbente de tipo n está menos dopado que el emisor de tipo p, la región de agotamiento se extiende principalmente hacia el absorbente. El campo eléctrico interno resultante ayuda a separar los pares electrón-hueco fotogenerados, impulsando los electrones hacia el contacto de tipo n y los huecos hacia el contacto de tipo p.

Otra característica interesante se observa en la superficie iluminada, donde la ventana de AlGaAs se encuentra con el emisor de GaAs. La discontinuidad en la banda de conducción se debe a las diferentes afinidades electrónicas y diferencias de banda de los dos materiales. Esta heterounión crea una barrera de energía que ayuda a evitar que los electrones minoritarios del emisor de tipo p lleguen a la superficie frontal, donde podrían recombinarse. También se observa un cambio menor cerca de la parte posterior del dispositivo, que corresponde a la transición hacia la capa de contacto n+ fuertemente dopada.

La diferencia entre los niveles cuasi-Fermi del electrón y el hueco proporciona una medida de la distancia a la que se encuentra el semiconductor del equilibrio. Para estadísticas de portadores no degeneradas, las poblaciones locales de electrones y huecos están relacionadas con esta diferencia mediante:

\[ np = n_i^2 \exp\left(\frac{E_{F,n}-E_{F,p}}{k_B T}\right) \]

Bajo la iluminación, la fotogeneración aumenta la concentración de portadores y produce una separación entre \(E_{F,n}\) y \(E_{F,p}\). Esta separación puede existir dentro del dispositivo, incluso en un cortocircuito, donde el voltaje aplicado externamente es cero. En un circuito abierto, el voltaje terminal está determinado por la separación del nivel cuasi-Fermi que se establece en los contactos, siendo \(qV_{OC}\) la representación de dicha separación para contactos selectivos ideales. La recombinación limita el grado de esta separación y, por lo tanto, desempeña un papel fundamental en la determinación del voltaje de circuito abierto. Al desplazarse a través del rango de voltaje utilizando el control deslizante, se puede observar cómo evolucionan las bandas de energía y los niveles cuasi-Fermi a medida que la célula solar se acerca a VOC.

9. Investigaciones adicionales.

10. Resumen y conclusiones.

En este tutorial, hemos simulado una célula solar de heterounión GaAs/Al0,3Ga0,7As, que consta de una capa de AlGaAs de gran ancho de banda (ventana), un emisor de GaAs de tipo p, un absorbedor de GaAs de tipo n y un contacto posterior con una alta concentración de dopantes. Bajo una iluminación de un sol, la simulación arroja una densidad de corriente de cortocircuito de 26,91 mA cm⁻², un voltaje de circuito abierto de 0,922 V, un factor de llenado del 80,8 % y una eficiencia de conversión de potencia del 20,05 %. Estos resultados demuestran cómo las propiedades ópticas y eléctricas de una heteroestructura semiconductora se combinan para determinar su rendimiento fotovoltaico.

Mediante el análisis de los perfiles de generación óptica y los diagramas de bandas de energía, hemos observado cómo se absorbe la luz solar en las capas de GaAs, cómo el campo eléctrico interno separa los portadores fotogenerados y cómo la heterounión AlGaAs/GaAs introduce diferencias de banda que influyen en el transporte y la recombinación de los portadores. La comparación del dispositivo en condiciones de oscuridad y bajo iluminación también demostró la importancia de la división del nivel cuasi-Fermi y su relación con el voltaje de circuito abierto.

Por último, analizamos cómo OghmaNano combina los cálculos de la matriz de transferencia óptica con la modelización de deriva y difusión, y cómo su base de datos de materiales Lua y su sistema de anulación de parámetros permiten controlar las propiedades de los semiconductores. En conjunto, estas herramientas proporcionan un marco para investigar cómo el grosor de la capa, el dopaje, la composición de la aleación y las propiedades del material influyen en el rendimiento del dispositivo. El mismo enfoque se puede extender a otros dispositivos fotovoltaicos de III-V y a heteroestructuras de semiconductores.