GaInSb單結(jié)熱光伏電池的研究.pdf

1、熱光伏技術(shù)（TPV）是把高溫輻射源中的近紅外能量通過熱光伏電池直接轉(zhuǎn)為電能的技術(shù)。由于熱光伏系統(tǒng)充分利用能量及熱源的多元化選擇等優(yōu)點(diǎn)，因此具有良好的發(fā)展前景及商業(yè)價(jià)值。對(duì)于熱光伏技術(shù)的研究已經(jīng)成為重中之重。至今，關(guān)于熱光伏系統(tǒng)的研究焦點(diǎn)主要還是對(duì)新型電池材料的開發(fā)、器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及生長(zhǎng)工藝的優(yōu)化等方面。
　　本論文主要從實(shí)驗(yàn)和理論仿真兩個(gè)方面對(duì)熱光伏電池進(jìn)行研究：一方面應(yīng)用LP-MOCVD技術(shù)生長(zhǎng)GaInSb薄膜，探討生長(zhǎng)參數(shù)對(duì)

2、薄膜表面樣貌特性的影響；另一方面，應(yīng)用/Silvaco Atlas軟件仿真GaInSb熱光伏電池，并探討了器件參數(shù)和溫度對(duì)電池性能的影響。通過研究得出以下結(jié)果：
　?。?）使用LP-MOCVD方法在GaSb襯底上生長(zhǎng)了GaxIn1-xSb三元合金，研究了生長(zhǎng)參數(shù)對(duì)薄膜表面樣貌的影響。優(yōu)化獲得光滑平整表面并且XRD衍射峰半高寬較小的GaxIn1-xSb外延層的生長(zhǎng)溫度為550oC、氣相V/III比為1.5、TMIn/III比為0.1

3、、反應(yīng)室氣壓是100Pa。
　?。?）仿真研究表明，在發(fā)射層的厚度是5μm，基層的厚度是0.2μm時(shí)，熱光伏電池轉(zhuǎn)換效率輸出最大，隨著有源區(qū)厚度進(jìn)一步增加，電池性能隨之下降；當(dāng)發(fā)射層的摻雜濃度是3×1017cm-3，基層的摻雜濃度是1×1018cm-3時(shí)，電池效率最高，進(jìn)一步提高摻雜濃度，電池的性能急劇變差。窗口層的厚度和摻雜濃度有個(gè)最佳值。此時(shí)窗口層的厚度為0.1μm，摻雜濃度為2×1019cm-3。背電場(chǎng)層主要起電場(chǎng)作用。熱光