高效率InGaN太陽能電池的研究.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展，能源問題日益成為人們關(guān)注的焦點。目前使用的能源主要包括石油、天然氣和煤，它們都是非可再生的化石能源，會污染環(huán)境并且導(dǎo)致溫室效應(yīng)。因此，人們迫切希望尋找清潔的可再生的新型能源。而太陽能由于具有清潔、取之不盡、分布廣泛等諸多優(yōu)勢，備受人們關(guān)注。太陽能電池是是直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能的一種裝置，被認為是利用太陽能的最佳方式之一，并且是清潔能源的代表。
　　 長期以來，尋求高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池材料一直是研究的熱點

2、。目前，InGaN這種直接帶隙的半導(dǎo)體材料，通過改變In組分可使其禁帶寬度從0.77eV(InN)到3.42eV(GaN)連續(xù)可調(diào)，并且具有高的電子遷移率和抗輻射能力，因此InGaN太陽能電池中引起了人們密切的關(guān)注。本論文基于InGaN的以上特點，對采用InGaN材料的太陽能電池進行了分析，研究了加入漸變層和多量子阱這兩種結(jié)構(gòu)的電池，并進行了仿真。
　　 對于InGaN組分漸變的應(yīng)用，本文采用了在異質(zhì)結(jié)中加入漸變層的結(jié)構(gòu)，設(shè)計了

3、p-GaN/n-InGaN漸變層/n-InGaN太陽能電池。通過與無漸變層的電池的仿真對比，表明對于異質(zhì)結(jié)太陽能電池加入漸變層能夠改善電池的性能，發(fā)現(xiàn)了當In組分為0.61時可以獲得最大的轉(zhuǎn)換效率(可達26.93％)。此外，還發(fā)現(xiàn)了薄的輕摻雜的漸變層可以獲得較高的轉(zhuǎn)換效率。
　　 對于InGaN多量子阱的應(yīng)用，本文采用了在p-i-n中將多量子阱代替本征層的結(jié)構(gòu)，設(shè)計了p-InGaN/i-(InGaN/GaN MQW)/n-InG