渐变带隙氢化非晶硅锗薄膜太阳能电池的优化设计

【摘要】：利用一维微电子-光电子结构分析软件(AMPS-1D)在AM1.5G(100 mW/cm2)、室温条件下模拟和比较了有、无渐变带隙氢化非晶硅锗(a-SiGe:H)薄膜太阳能电池的各项性能.计算结果表明:渐变带隙结构电池具有较高的开路电压(V oc)和较好的填充因子(FF),转换效率(E ff)比非渐变带隙电池提高了0.477%.研究了氢化非晶硅(a-Si:H)、氢化非晶碳化硅(a-SiC:H)和氢化纳米晶硅(nc-Si:H)三种不同材料的窗口层对a-SiGe:H薄膜太阳能电池性能的影响.结果显示:在以nc-Si:H为窗口层的电池能带中,费米能级E F已经进入价带,使得窗口层电导率及电池开路电压有所提高,又由于ITO与p-nc-Si:H的接触势垒较低,使得接触处的电场降低,更有利于载流子的收集.另一方面,窗口层与a-SiGe:H薄膜之间存在较大的带隙差,在p/i界面由于能带补偿作用形成了价带势垒(带阶)?E v,阻碍了空穴的迁移,因此我们在p/i界面引入缓冲层,使得能带补偿作用得到释放,更有利于空穴的迁移和收集,得到优化后单结渐变带隙a-SiGe:H薄膜结构太阳能电池的转换效率达到了9.104%. 【作者单位】： 云南大学光电信息材料研究所;
【关键词】： a-SiGe H薄膜 太阳能电池 渐变带隙 能带补偿
【基金】：国家自然科学基金(批准号:11274266,10990103) 云南大学理工项目基金(批准号:2012CG008) 云南省应用基础研究计划重点项目(批准号:2013FA029)资助的课题~~
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 1引言由于自然界存在丰富的硅材料,且硅半导体生产工艺较为成熟,使得硅基薄膜太阳电池被认为具有很好的发展前景.近几年,氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜太阳能电池的份额有所增加,低成本的优势使其得到广泛的商业应用.然而其转换效率(Eff)较低,且在长时间的光照下Eff会大幅下降,因而

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