非晶硅太阳能电池的光伏特性

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本文用afors-het模拟软件通过计算机模拟,优化了非晶硅电池的参数,从而对非晶硅太阳能电池的生产提供最优化的结构参数。AFORS-HET软件是德国Hahn-Meitner研究所针对太阳能电池专门研发的模拟软件,可以模拟各种结构因素对太阳电池性能的影响。   对于nip型结构的非晶硅薄膜太阳能电池,我们运用afors-het模拟软件,就电池的各层厚度、光学带隙、电子亲和势、温度对该非晶硅太阳能电池性能的影响进行了模拟。结果表明,对于nip型非晶硅薄膜太阳能电池,p型层应该做的尽量的厚一点,在其厚度达到1×104nm时,其效率达到9.728%;对于p型层,其功函数最好选取在4.5ev以内,施主杂质的掺杂浓度不能超过1×1016cm-3:对于本征层,插入1nm本征层后,电池效率显著增加,本征层厚度最好在1nm左右;本征层带隙最好选择在1.2ev~1.7ev之间。对于发射极,其厚度最好在5nm以内,其功函数最好在3.8ev~4.2ev之间选取。   对于nip型结构的非晶硅太阳能电池,模拟结果表明,在其他参数不变情况下,其最佳厚度在0.22cm左右,其最高效率为19.81%,对于p型层的功函数最好选取在4.4ev以内,对于p型层施主杂质的掺杂浓度不能超过7×1016cm-3;对于本征层,插入1nm本征层后电池效率显着增加,随着本征层厚度再增加,太阳能电池转化效率反而又降低,其厚度最好在5nm以内;本征层带隙最好选择在1.3ev~1.7ev之间,最好选用1.4ev的非晶硅材料,效率最高可以达到20.18%。对于发射极,其厚度最好在5nm,其功函数最好在1.0ev~4.2ev。   在国内,我们第一个运用afors-het数值模拟软件对非晶硅薄膜太阳能电池进行了模拟,对各参数对太阳能电池的光伏特性的影响进行了研究,得出一系列数据,并对数据进行了处理,找到了太阳能电池的一些参数对其光伏性能的影响的一些规律,并进行了理论的分析,为以后太阳能电池的理论研究和实际生产提供了一些有益的参考。
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