InGaN量子阱太陽能電池的理論效率計算.pdf

1、本文通過對太陽能電池非平衡系統(tǒng)的細致平衡原理分析，計算了InGaN量子阱太陽能電池的理論效率，并與其它方法得到的計算結果進行了對比。
　　 在太陽能電池研究領域，高效、低成本始終是兩個最重要的目標。為突破傳統(tǒng)太陽能電池理論效率極限，探索新型高效太陽能電池，已經(jīng)提出了多種第三代太陽能電池的概念，其中之一是量子阱結構太陽能電池。將半導體量子阱用于太陽能電池結構，基本思想是通過對勢阱和勢壘材料能帶結構的調控來實現(xiàn)太陽能電池的能帶裁剪，

2、擴展電池的吸收光譜，改善載流子輸運特性，從而提高太陽能電池效率。Ⅲ族氮化物InN、GaN是直接帶隙材料，帶隙分別為0.7eV、3.4eV。InGaN材料的帶隙在0.7eV到3.4eV范圍內連續(xù)可調，幾乎覆蓋了整個太陽光譜的所有能量，所以InGaN是非常理想的量子阱太陽能電池材料。
　　 目前量子阱結構太陽能電池仍處于基礎研究階段。InGaN量子阱結構太陽能電池的理論效率的精確理論計算，對量子阱結構太陽能電池的進一步研究有重要的指

3、導意義。細致平衡原理是對非平衡系統(tǒng)的微觀統(tǒng)計分析，據(jù)此計算得到的太陽能電池理論效率比使用其它方法計算得到的結果更加精確，是太陽能電池理論效率上限的重要依據(jù)。
　　 本文采用細致平衡原理分析，計算了InGaN量子阱太陽能電池的理論效率。引入量子阱結構的InGaN太陽能電池效率得到大幅提高，通過細致平衡模型計算當勢壘為1.89eV，勢阱為0.92eV時，電池轉換效率達78.9%，相比未引入量子阱結構的三結InGaN材料太陽能電池的轉