异质结太阳能电池微晶硅背场的模拟与优化.docVIP

武汉理工大学《半导体物理》课程设计说明书  PAGE 17 目录 TOC \o 1-3 \h \u  HYPERLINK \l _Toc11085 1 技术要求  PAGEREF _Toc11085 1  HYPERLINK \l _Toc2530 2 基本原理  PAGEREF _Toc2530 1  HYPERLINK \l _Toc25088 3 参数描述  PAGEREF _Toc25088 2  HYPERLINK \l _Toc28805 3.1 太阳能电池第一，第二层的固定参数  PAGEREF _Toc28805 2  HYPERLINK \l _Toc14907 3.2 背场的参数  PAGEREF _Toc14907 2  HYPERLINK \l _Toc26242 3.3 太阳能电池的性质参数  PAGEREF _Toc26242 3  HYPERLINK \l _Toc3513 4 调试过程及结论  PAGEREF _Toc3513 3  HYPERLINK \l _Toc16722 4.1 对AFORS-HET软件的学习  PAGEREF _Toc16722 3  HYPERLINK \l _Toc6209 4.2 调试过程  PAGEREF _Toc6209 4  HYPERLINK \l _Toc13812 4.2.1 太阳能电池每一层参数的设定  PAGEREF _Toc13812 4  HYPERLINK \l _Toc20038 4.2.2 手动优化过程  PAGEREF _Toc20038 5  HYPERLINK \l _Toc26175 4.2.3 自动优化过程  PAGEREF _Toc26175 9  HYPERLINK \l _Toc7162 4.3 结论  PAGEREF _Toc7162 15  HYPERLINK \l _Toc24705 5 心得体会  PAGEREF _Toc24705 16  HYPERLINK \l _Toc1461 6 参考文献  PAGEREF _Toc1461 16  异质结太阳能电池微晶硅背场的模拟与优化 1 技术要求 设计a-Si/c-Si/uc-Si太阳能电池，分析背场参数对异质结太阳能电池效率的影响。要求： （1）背场厚度对太阳能电池效率的影响； （2）背场掺杂浓度对太阳能电池效率的影响； （3）背场带隙对太阳能电池效率的影响； （4）采用Afors-Het来进行模拟。 2 基本原理 背场是与吸收区掺杂类型相同，但是掺杂浓度更高的掺杂层，对光生少子产生势垒效果，该势垒可以有效的减少非平衡少子在背表面的复合，不但可以提高光生电流，还可以在一定的程度上提高光电压。本文就是在异质结太阳能电池的基础上加入非晶硅背场，通过AFORS-HET软件模拟背场的厚度，受主掺杂浓度和带隙对太阳能电池效率的影响，找出背场的最佳参数。太阳能电池的物理模型如下图所示。 图1 太阳能电池的物理模型 3 参数描述 3.1 太阳能电池第一，第二层的固定参数 由于太阳能电池的模型和材料已经固定，第一，第二层的参数是固定的，它们如表1所示。 表1 a-Si（n）和c-Si（p）的参数 3.2 背场的参数 背场的参数大多是固定的，只有背场的厚度，受主参杂浓度，带隙是可变的，它们的变化决定了太阳能电池的性质，背场的厚度范围是5-20nm，受主参杂浓度的数量级是E+18，带隙的范围是1.1-1.8ev，背场的参数如表2所示。 表2 背场的参数 3.3 太阳能电池的性质参数 太阳能电池的性质参数有开路电压Voc，短路电流Jsc，参杂因子FF，效率Eff，开路电压Voc，短路电流Jsc，参杂因子FF是太阳能电池的固定参数，由公式 η=Voc*Jsc*FF/Pi，它们的变化决定太阳能电池的效率Eff，即η。 4 调试过程及结论 4.1 对AFORS-HET软件的学习 由于这个软件没有汉化版的，所以在刚做这个课程设计前两天，我不断的查单词，不断地记录每个按键的意思，对这个软件不断地进行摸索，尝试每个按键的功能，自己又仔细看了软件里面的例子，慢慢地懂得了这个软件的基本使用方法，同时又认真地看了老师给的文献，知道了背场和太阳能电池的模型，对自己要做的东西有了一个总体的了解。 4.2 调试过程 4.2.1 太阳能电池每一层参数的设定 在做背场参数的变化对太阳能电池效率的影响的仿真时，每一层的参数跟陈老师给的文献上的数据差不多，每一层的