【摘要】：能源是人類生存和發(fā)展的必要條件,千百年來由于傳統(tǒng)能源的使用,人類社會得到了快速發(fā)展。尤其是第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命的出現(xiàn),人類社會發(fā)生了翻天覆地的改變,但同時因為以煤、石油等傳統(tǒng)化石能源的使用,地球生態(tài)環(huán)境受到了極大的破壞,物種甚至面臨著生存的威脅。因此,以太陽能電池為代表的新能源技術受到了人們的極大關注,而制約著太陽能電池發(fā)展的關鍵因素是其光電轉換效率。作為硅基太陽能電池中最有潛力的HIT太陽能電池具有更高的效率,因此加大HIT太陽能電池的投入和研究十分必要。本課題采用AFORS-HET軟件對異質結太陽能電池進行了數(shù)值計算,通過對電池各功能膜層參數(shù)的不同設定值的建模,研究了三種結構HIT太陽能電池性能變化,具體研究內容與結果如下:(1)傳統(tǒng)無本征層結構電池發(fā)射層、襯底和背場層厚度分別為4 nm、300μm和4 nm時性能最優(yōu)。單本征層結構n型電池發(fā)射層、本征層、襯底和背場層厚度分別為4 nm、4 nm、150μm和4 nm時性能最優(yōu),p型電池發(fā)射層、本征層、襯底和背場層厚度分別為4 nm、4 nm、200μm和4 nm時性能最優(yōu)。雙本征層結構n型電池發(fā)射層、前本征層、襯底、后本征層和背場層厚度分別為4 nm、4 nm、150μm、4 nm和4 nm時性能最優(yōu),p型電池發(fā)射層、前本征層、襯底、后本征層和背場層厚度分別為4 nm、4 nm、200μm、4 nm和4 nm時性能最優(yōu);(2)三種電池隨襯底摻雜濃度增加,轉換效率提高,摻雜濃度為1×10~(17) cm~(-3)時,轉換效率趨于平緩,發(fā)射層和背場層摻雜濃度大于1×10~(19) cm~(-3)時,電池性能基本保持不變;隨缺陷態(tài)密度增加,電池性能下降;對于p型HIT電池,隨功函數(shù)增加,電池性能降低;對于n型HIT電池,隨功函數(shù)增加,電池性能增加。綜合多種參數(shù)來看,由于沒有鈍化層或鈍化層單一,鈍化效果有限,所以襯底缺陷態(tài)密度對傳統(tǒng)無本征層和單本征層電池效率影響最大,對雙本征層結構電池,由于雙層鈍化效果顯著,此時高濃度缺陷態(tài)密度的影響有限。相反此時摻雜濃度提高對效率影響最大;(3)三種電池結構中,雙本征層結構n型HIT電池由于雙層鈍化效果顯著,致使其轉換效率最高,為27.54%,是最理想的電池結構,其他的轉換效率較低�？紤]到雙本征層結構電池中不同種類TCO薄膜的吸收損耗,ZnO薄膜的光譜響應好,透光性比ITO薄膜高,所以選擇ZnO作為窗口層時相應波長區(qū)間內的光譜響應效果顯著提升,促使對應的HIT太陽能電池的短路電較大,HIT電池的轉換效率較高。
【圖文】：

圖 2. 1 太陽能電池工作原理圖理：當太陽光照射至電池正表面，，電池 HIT 太陽能電池產(chǎn)生的光生載流子擴散于內建電場的牽引，空穴(電子)與電子積累至太陽能電池正、背表面，形成所謂Ei

N/P型晶硅基雙面異質結能帶圖
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM914.4

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本文編號：2652886