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能源是人类生存和发展的必要条件,千百年来由于传统能源的使用,人类社会得到了快速发展。尤其是第一次工业革命和第二次工业革命的出现,人类社会发生了翻天覆地的改变,但同时因为以煤、石油等传统化石能源的使用,地球生态环境受到了极大的破坏,物种甚至面临着生存的威胁。因此,以太阳能电池为代表的新能源技术受到了人们的极大关注,而制约着太阳能电池发展的关键因素是其光电转换效率。作为硅基太阳能电池中最有潜力的HIT太阳能电池具有更高的效率,因此加大HIT太阳能电池的投入和研究十分必要。本课题采用AFORS-HET软件对异质结太阳能电池进行了数值计算,通过对电池各功能膜层参数的不同设定值的建模,研究了三种结构HIT太阳能电池性能变化,具体研究内容与结果如下:(1)传统无本征层结构电池发射层、衬底和背场层厚度分别为4 nm、300μm和4 nm时性能最优。单本征层结构n型电池发射层、本征层、衬底和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、150μm和4 nm时性能最优,p型电池发射层、本征层、衬底和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、200μm和4 nm时性能最优。双本征层结构n型电池发射层、前本征层、衬底、后本征层和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、150μm、4 nm和4 nm时性能最优,p型电池发射层、前本征层、衬底、后本征层和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、200μm、4 nm和4 nm时性能最优;(2)三种电池随衬底掺杂浓度增加,转换效率提高,掺杂浓度为1×1017 cm-3时,转换效率趋于平缓,发射层和背场层掺杂浓度大于1×1019 cm-3时,电池性能基本保持不变;随缺陷态密度增加,电池性能下降;对于p型HIT电池,随功函数增加,电池性能降低;对于n型HIT电池,随功函数增加,电池性能增加。综合多种参数来看,由于没有钝化层或钝化层单一,钝化效果有限,所以衬底缺陷态密度对传统无本征层和单本征层电池效率影响最大,对双本征层结构电池,由于双层钝化效果显著,此时高浓度缺陷态密度的影响有限。相反此时掺杂浓度提高对效率影响最大;(3)三种电池结构中,双本征层结构n型HIT电池由于双层钝化效果显著,致使其转换效率最高,为27.54%,是最理想的电池结构,其他的转换效率较低。考虑到双本征层结构电池中不同种类TCO薄膜的吸收损耗,ZnO薄膜的光谱响应好,透光性比ITO薄膜高,所以选择ZnO作为窗口层时相应波长区间内的光谱响应效果显著提升,促使对应的HIT太阳能电池的短路电较大,HIT电池的转换效率较高。