InGaN-Si異質(zhì)結(jié)太陽能電池的理論研究與制備.pdf

1、太陽能是一種清潔、無污染、取之不竭用之不盡的新能源,具有其它新能源所不可比擬的優(yōu)點。太陽能電池是把太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種半導(dǎo)體器件,作為光伏產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的太陽能電池正受到人們越來越多的關(guān)注。Si是目前光伏產(chǎn)業(yè)中的傳統(tǒng)太陽能電池材料,而InGaN是近年來備受關(guān)注的新型太陽能電池材料,兩種太陽電池材料相比其它材料具有很多優(yōu)點。Si材料在地球上含量豐富,其制備技術(shù)已相當(dāng)成熟;InGaN材料的禁帶寬度在0.7eV～3.4eV范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),

2、具有抗輻射、耐高溫的特點。本論文圍繞InGaN/Si異質(zhì)結(jié)太陽能電池進行了一系列的研究工作,主要工作及結(jié)論如下:
　　 1、設(shè)計了InGaN/Si單異質(zhì)結(jié)太陽能電池,InGaN光吸收層的厚度范圍為20nm～200nm,摻雜濃度設(shè)定為5×1019/cm3,通過采用AMPS-1D軟件對InGaN/Si單異質(zhì)結(jié)太陽能電池進行的模擬計算,得到了InGaN/Si單異質(zhì)結(jié)太陽能電池的最優(yōu)化轉(zhuǎn)換效率η=29.63％,明顯高于Si同質(zhì)結(jié)太陽能電

3、池的光電轉(zhuǎn)換效率。通過對InGaN/Si單異質(zhì)結(jié)太陽能電池的Ⅰ-Ⅴ特性曲線的分析,得到InGaN/Si單異質(zhì)結(jié)太陽能電池的電流密度為Jsc=29.73mA/cm2,填充因子為FF=0.88,開路電壓Voc=1.13V,其開路電壓大約為Si同質(zhì)結(jié)太陽能電池開路電壓的兩倍。模擬中發(fā)現(xiàn)n-In0.46Ga0.54N/p-Si異質(zhì)結(jié)的InGaN導(dǎo)帶底與Si價帶頂在同一能量位置,但并不是一個低阻抗歐姆結(jié)。
　　 2、通過采用AMPS-1D