现如今,电力系统中的主要光伏电源是晶体硅太阳电池。由于晶体硅太阳电池在继续提高转换效率和降低成本方面都遇到了困难,这使其上网电价远高于传统能源的上网电价。相比之下,硅基薄膜太阳电池具有成本低,弱光响应好等优点,将其用于光伏发电有望进一步节省成本,降低光伏并网电价。目前,影响其竞争力的主要因素是转换效率较低。微晶硅锗是近几年被提出应用于薄膜太阳电池中的新型窄带隙材料,具有吸收系数高,红外光响应好等特点,将其应用于叠层硅基薄膜太阳电池的底电池中,可以有效提高电池的光电转换效率。本文采用计算机仿真的方式对微晶硅锗太阳电池进行研究,通过新结构的提出以优化其光电性能。首先,应用太阳电池仿真软件wxAMPS建立并优化了本征层具有渐变带隙结构的微晶硅锗太阳电池,与具有相同锗含量非渐变电池相比,其转换效率提高了36%。并且在传统线性渐变结构的基础上,优化出了一种沿曲线渐变的新型电池结构,使得优化后的曲线渐变微晶硅锗太阳电池转换效率达到13.82%。然后,在微晶硅锗太阳电池的p/i界面添加了非晶硅锗缓冲层,并从锗含量和厚度两个方面对缓冲层进行优化,使电池的短路电流和开路电压进一步得到提高,转换效率提升4.5%。最后,建立了非晶硅/非晶硅锗/微晶硅/微晶硅锗四结叠层太阳电池,并将优化后的曲线渐变微晶硅锗电池用于四结电池的底电池,使得叠层电池的转换效率达24.8%。同具有相同锗含量的非渐变微晶硅锗电池以及微晶硅电池作为底电池时相比,四结电池的效率分别提高8.7%和16.7%。研究结果显示了微晶硅锗在硅基薄膜太阳电池中的应用潜力。