基于ZnTe-O中間帶高效太陽電池的數(shù)值模擬.pdf

1、本文通過理論研究的方法對ZnTe∶O中間帶材料的性能進行研究，發(fā)現(xiàn)該材料很適合作為太陽能電池的光吸收層。在此基礎(chǔ)上，進一步研究由ZnTe∶O中間帶材料制備出的太陽能電池，包括光生載流子、載流子的輸運和復(fù)合、太陽能電池物理模型的建立及優(yōu)化制造。
　　緊接著，本文采用X射線光電子能譜對ZnTe∶O材料的制備過程的描述及其化學(xué)特性與光電性能的研究發(fā)現(xiàn)該樣品對光有很好的吸收能力，與傳統(tǒng)ZnTe材料相比，對小于材料帶隙的光譜的吸收范圍明顯增

2、大，表明ZnTe∶O材料更適合作為太陽電池的吸收層。
　　本文最后在之前研究基礎(chǔ)上設(shè)計出以ZnTe∶O為吸收層的太陽電池的物理模型，并對該模型的太陽電池的影響因素及性能進行分析，發(fā)現(xiàn):與ZnTe材料的太陽電池相比，ZnTe∶O中間帶電池確實具有較高的轉(zhuǎn)換效率，短路電流約為前者的兩倍左右。但是，由于在該物理模型中由于生產(chǎn)工藝及電池結(jié)構(gòu)的原因，其總體轉(zhuǎn)換效率并不高，但這并不表明ZnTe∶O材料不適合作為太陽電池材料。因此，本文對ZnT

3、e∶O材料的太陽電池進行優(yōu)化設(shè)計，并利用Burgelman等人開發(fā)的太陽電池電容模擬軟件(SCAPS)對該結(jié)構(gòu)的電池各性能進行測試，發(fā)現(xiàn):(1)將ZnTe∶O材料作為本征層時，電池的性能參數(shù)遠遠優(yōu)于無本征層和本征層為ZnTe時;(2)不同摻雜類型的ZnTe∶O本征層通過改變費米能級在中間帶的位置影響太陽電池的性能參數(shù)，模擬計算結(jié)果顯示:n型ZnTe∶O作為本征層時短路電流密度JSC及電池效率分別為52.39 mA/cm2和61.58％，