【论文】本征层厚度及掺杂对a-Si：H太阳电池性能影响的模拟研究.docVIP

摘要 本文通过使用一维微光电子分析工具AMPS-1D重点分析了本征层掺杂和厚度对太阳能电池性能的影响。在掺杂方面研究了施主型杂质和受主型杂质的浓度分别在5×1015cm-3到5×1020cm-3之间时对太阳能电池产生的不同的影响。在厚度方面，考虑到了非晶硅的晶格结构，研究了本征层从20nm到700nm时太阳能的短路电流、开路电压、转换效率、填充因子各自不同的变化，从而得出了各个因素对非晶硅太阳能电池的影响，对于提高太阳能电池转换效率具有实际的指导意义。关键词：非晶硅太阳能掺杂本征层 Abstract By use of Microelectronic and Photonic Structures-1D Analysis the intrinsic layer doping and thickness influences the performance of solar cells.In the doping aspect research donor impurity and acceptor impurity Concentration from 5×1015cm-3 to 5×1020cm-3 of solar cells between the different influences. In thickness， conider the lattice structure of amorphous Silicon,research when the layer from 20nm 700nm the short-circuit current,open voltage,conversion efficiency and fill factor of solar cells with different changes,and various factors of amorphous Silicon solar battery,to improve the efficiency of solar cells with practical Significance. Keywords:a-Si;solar energy;doping;intrinsic layer 目录第1章 绪论 - 1 - 1.1 引言 - 1 - 1.2 太阳电池技术的发展历史[2] - 2 - 1.3 太阳电池的发展方向及应用 - 4 - 1.4本章小结 - 5 - 第2章 a-Si太阳电池结构及原理分析 - 6 - 2.1 结构分析 - 6 - 2.2 原理分析 - 8 - 2.3 本章小结 - 14 - 第3章 a-Si太阳电池性能模拟研究 - 15 - 3.1 软件介绍 - 15 - 3.2 模型结构 - 16 - 3.3 掺杂模拟及结果 - 17 - 3.4 厚度模拟及结果 - 21 - 3.5 本章小结 - 23 - 第4章 模拟结果分析 - 24 - 4.1 受主型掺杂对太阳能电池性能影响的分析 - 24 - 4.2 施主型掺杂对太阳能电池性能影响的分析 - 29 - 4.3 两种掺杂浓度对太阳能电池性能影响的对比分析 - 32 - 4.4 本征层厚度对太阳能电池性能影响的分析 - 34 - 4.5 本章小结 - 36 - 第5章 结论 - 38 - 第6章 总结与体会 - 39 - 致谢 - 40 - 参考文献 - 41 - 第1章 绪论1.1 引言 由于上世纪人类物质文明的飞速发展是建立在大量消耗地球上蕴藏的能源资源和大规模破坏人类赖以生存的生态环境的基础上的，能源枯竭已成为人类社会最大的威胁之一，如表1-1[1]所示。在节约能源的前提下发展经济已成为人们的共识。因此在新世纪内，人类文明可持续发展所面临的三大课题被称做”3E”，即energy、economy和environment。新世纪经济的发展不能仅看产值 ，还要看单位能耗的产值。 表1-1 全世界能源资源情况 种类 探明可采储量 年产量 可采年数 煤 1.03×1012t(1996年) 4.6×109t 223年 石油 1.053×1012桶（1998年） 2.67×1010桶 39年 天然气 1.46×1014m3（1998年） 2.27×1012m3 64年 太阳内部每时每刻都在发生热核聚变反应进行质能转换向宇宙辐射的总功率约为318×1023kW投射到地球大气层之前的功率密度约为1135kW/m2，到达地表的功率密度仍有1kW/m2。如果太阳辐射维持不变则太阳半衰期寿命还有7×1012年以上可以说太阳能是取之不尽用之不竭的天赐能源。我国陆地2/3以上地区的年日照时数大于2000h太阳能相当丰富。目前太阳能的利用主要有太阳电池发电和太阳能热水器制热。太