本文關鍵詞：基于ZnTe:O中間帶高效太陽電池的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文通過理論研究的方法對ZnTe:O中間帶材料的性能進行研究,發(fā)現(xiàn)該材料很適合作為太陽能電池的光吸收層。在此基礎上,進一步研究由ZnTe:O中間帶材料制備出的太陽能電池,包括光生載流子、載流子的輸運和復合、太陽能電池物理模型的建立及優(yōu)化制造。緊接著,本文采用X射線光電子能譜對ZnTe:O材料的制備過程的描述及其化學特性與光電性能的研究發(fā)現(xiàn)該樣品對光有很好的吸收能力,與傳統(tǒng)ZnTe材料相比,對小于材料帶隙的光譜的吸收范圍明顯增大,表明ZnTe:O材料更適合作為太陽電池的吸收層。本文最后在之前研究基礎上設計出以ZnTe:O為吸收層的太陽電池的物理模型,并對該模型的太陽電池的影響因素及性能進行分析,發(fā)現(xiàn)：與ZnTe材料的太陽電池相比,ZnTe:O中間帶電池確實具有較高的轉換效率,短路電流約為前者的兩倍左右。但是,由于在該物理模型中由于生產工藝及電池結構的原因,其總體轉換效率并不高,但這并不表明ZnTe:O材料不適合作為太陽電池材料。因此,本文對ZnTe:O材料的太陽電池進行優(yōu)化設計,并利用Burgelman等人開發(fā)的太陽電池電容模擬軟件(SCAPS)對該結構的電池各性能進行測試,發(fā)現(xiàn)：(1)將ZnTe:O材料作為本征層時,電池的性能參數(shù)遠遠優(yōu)于無本征層和本征層為ZnTe時；(2)不同摻雜類型的ZnTe:O本征層通過改變費米能級在中間帶的位置影響太陽電池的性能參數(shù),模擬計算結果顯示：n型ZnTe:O作為本征層時短路電流密度JSc及電池效率分別為52.39 mA/cm2和61.58%,遠高于p型ZnTe:O結構太陽電池。
【關鍵詞】：中間帶 ZnTe:O 材料帶隙 電池效率 SCAPS
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.2 太陽能電池的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀13-15
• 1.3 第三代太陽電池技術15-20
• 1.3.1 太陽電池能量損失原理15-17
• 1.3.2 中間帶太陽電池原理17-18
• 1.3.3 中間帶太陽電池在國內外的研究現(xiàn)狀18-20
• 2 理論基礎20-32
• 2.1 半導體的光吸收機制20-21
• 2.2 半導體中的非平衡載流子21-23
• 2.2.1 載流子的漂移和擴散21-22
• 2.2.2 非平衡載流子的復合理論22-23
• 2.3 半導體的p-n結23-24
• 2.4 太陽能電池的主要性能參數(shù)24-25
• 2.5 電池模擬軟件SCAPS25-32
• 2.5.1 SCAPS軟件介紹25-26
• 2.5.2 SCAPS的計算方法26-27
• 2.5.3 SCAPS使用介紹27-32
• 3 ZnTe：O材料制備與性能32-38
• 3.1 ZnTe和高失配合金ZnTe：O簡述32-33
• 3.2 ZnTe：O材料的光學性能33-38
• 3.2.1 ZnTe：O對光的反射和透射33-34
• 3.2.2 吸收系數(shù)34-38
• 4 ZnTe：O太陽電池的設計及性能參數(shù)38-54
• 4.1 ZnTe：O太陽電池的物理模型38-39
• 4.2 模擬中各參數(shù)對電池性能的影響39-44
• 4.2.1 中間帶氧濃度對電池性能的影響39-42
• 4.2.2 施主濃度(N_D)對電池效率的影響42
• 4.2.3 受主濃度(N_A)對電池效率的影響42-43
• 4.2.4 光伏電池中的串聯(lián)電阻(R_s)與并聯(lián)電阻(R_(sh))43-44
• 4.3 ZnTe：O太陽電池電流-電壓特性分析44-46
• 4.4 ZnTe：O太陽電池的優(yōu)化設計46-54
• 4.4.1 優(yōu)化ZnTe：O太陽電池物理模型46
• 4.4.2 ZnTe：O中間帶對光譜吸收的影響46-49
• 4.4.3 ZnTe：O中間帶本征層對電池性能影響49-54
• 5 結論與展望54-56
• 5.1 本文結論54
• 5.2 展望未來發(fā)展54-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60-62
• 碩士期間發(fā)表論文62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 林家輝;彭啟才;;n-ZnO/i-ZnO/p-nc-Si結構薄膜太陽能電池的模擬研究[J];電子元件與材料;2012年05期

2 蘇劍峰;牛強;唐春娟;王昶清;張永勝;;新穎的第三代太陽能電池[J];材料導報;2010年15期

3 俞遠高;侯國付;王銳;薛俊明;趙穎;耿新華;楊瑞霞;;微晶硅材料及其在太陽能電池中的應用[J];激光與光電子學進展;2006年08期

4 倪萌,M K Leung,K Sumathy;太陽能電池研究的新進展[J];可再生能源;2004年02期

  本文關鍵詞：基于ZnTe:O中間帶高效太陽電池的數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：321155