非晶Si-SiGe異質(zhì)結(jié)薄膜太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)理論研究.pdf

1、隨著社會(huì)發(fā)展,煤炭、石油等不可再生資源的日益減少,人們的眼光逐漸轉(zhuǎn)向了清潔、可持續(xù)利用的能源,太陽(yáng)電池因此成為了研究的焦點(diǎn)。硅基太陽(yáng)電池一般分為單晶硅、多晶硅和非晶硅三種,而其中非晶硅由于其低廉的成本而倍獲關(guān)注。
　　在半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)上,研究了非晶硅材料特性,分析了非晶硅太陽(yáng)電池的光致衰減(S-W)效應(yīng)機(jī)理,提出利用 PECVD氫化工藝抑制 S-W效應(yīng)的方法,該方法可有效提高非晶硅太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率與穩(wěn)定性。在通過(guò)silvaco

2、軟件分析太陽(yáng)電池EQE曲線的基礎(chǔ)上,確定了適用于非晶太陽(yáng)電池的雙層減反射薄膜的折射率數(shù)值;且通過(guò)PECVD生長(zhǎng)氮化硅薄膜的工藝條件進(jìn)行分析,確立了得到此折射率氮化硅薄膜的工藝條件。分析研究了 SiC窗口層的濃度和厚度對(duì)非晶硅太陽(yáng)電池的特性影響,并通過(guò)仿真進(jìn)行了驗(yàn)證與優(yōu)化,得到了 SiC窗口層濃度和厚度的最優(yōu)值。提出了單結(jié)漸變的SiGe薄膜太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu),其本征SiGe層因Ge組分的漸變而具有漸變禁帶寬度,可以跟疊層太陽(yáng)電池一樣,有效地拓寬

3、了太陽(yáng)電池的光譜響應(yīng)范圍,從而有效提高轉(zhuǎn)換效率,并通過(guò)仿真進(jìn)行了驗(yàn)證與優(yōu)化,得到的單結(jié)漸變SiGe太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓Voc、短路電流Jsc、填充因子FF、轉(zhuǎn)換效率 Eff分別為0.9576V、12.0725mA/cm2、82.4538％和9.5317%。最后,提出了雙結(jié)非晶 Si/SiGe異質(zhì)結(jié)薄膜太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu),并通過(guò) silvaco進(jìn)行仿真優(yōu)化,研究分析了Ge組分x、底電池和頂電池i層厚度對(duì)電池性能的影響,綜合各方面因素,最后調(diào)整參數(shù)