提出了一種新型疊層電池結(jié)構(gòu),上層電池為PIN非晶硅薄膜電池,下層電池為外延生長的PN結(jié)的晶體硅光伏電池,上下層利用重摻雜的PN隧道結(jié)進行串聯(lián),形成了疊層電池。上層非晶硅電池吸收短波光部分,提供較高的開路電壓,減小高能光子損失;下層晶硅電池吸收剩余的長波光部分,結(jié)合了非晶硅與晶體硅電池的優(yōu)點。上層PIN電池使用wxAMPS軟件進行模擬,下層PN晶硅電池使用MATLAB軟件進行模擬,分別得到上下層電池的電流分布,對上下層電流密度積分得到上下層電池流通電流,相等時即成功完成了電流匹配。分析理論模型,對疊層電池的幾個關(guān)鍵參數(shù)(短路電流、量子效率、開路電壓、填充因子和轉(zhuǎn)換效率)進行分析,詳細討論了疊層電池在光滑表面和制絨表面時i層厚度與短路電流、量子效率、開路電壓、填充因子與轉(zhuǎn)換效率之間的關(guān)系。根據(jù)理論數(shù)據(jù)建構(gòu)實際電池模型,完成疊層電池的具體制作,包括硅片的清洗,使用PECVD儀器對非晶硅層和ITO層進行沉積,掩模板圖案的設計,旋涂膠的旋涂及烘干,電極表面的光刻等。制作完成后,將大電池分割為若干小塊,分別測量其電特性,將實際測量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)比對,分析了造成實際情況不足的原因,并提出了改善建議。

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1處于熱平衡的PN結(jié)Fig.2-1PNjunctioninthermalequilibrium受主空穴過結(jié)電勢差

上海電機學院碩士學位論文7第二章電池設計理論基礎2.1晶硅太陽能電池的物理模型晶硅太陽能電池c-Si的帶隙(Eg)為1.12eV,這是產(chǎn)生自由電子空穴對所需的能量[1]。將磷等V族元素摻雜進純的Si，可以增加自由電子的密度[1]。磷位于Si的晶格處,與周圍四個Si原子結(jié)合。第五個....

圖2-2太陽能電池的能量帶圖(a)在熱平衡下,(b)在黑暗條件下向前偏置下,(c)在照明條件下Fig.2-2Theenergybanddiagramofsolarcells(a)underthermalbalance,(b)underforwardbiasindarkconditions,and(c)underlightingconditionsN型qVocEv（c）

上海電機學院碩士學位論文8穴擴散到n型Si,使受主產(chǎn)生負電荷。這種擴散導致n側(cè)出現(xiàn)正電荷,p側(cè)出現(xiàn)負電荷,這個電場把結(jié)附近的自由電荷耗盡，形成一個所謂的耗盡區(qū)。圖2-2太陽能電池的能量帶圖(a)在熱平衡下,(b)在黑暗條件下向前偏置下,(c)在照明條件下Fig.2-2Theene....

圖2-3簡單電路中的太陽能電池Fig.2-3Solarcellsinsimplecircuits電子中性p區(qū)中性N區(qū)VOC

上海電機學院碩士學位論文9是由內(nèi)部電場平衡的。在熱平衡中，PN結(jié)表示在空間電荷區(qū)存在內(nèi)部電場的情況下，載流子的產(chǎn)生、復合、擴散和漂移之間的平衡。為了更好地理解PN結(jié)的原理，我們使用了如圖2.2所示的能帶圖。PN結(jié)能帶圖中的能級為:1)Ec(傳導帶)，傳導電子能占據(jù)的能量最低;2)....

圖2-4太陽能電池的等效電路(a)一個二

上海電機學院碩士學位論文10電場的強度，導致極少量的大多數(shù)載流子以擴散的方式穿過結(jié)。這些多數(shù)載流子產(chǎn)生的電流稱為正向偏置電流。帶負載太陽能電池的簡單電路如圖2-3所示。在p-n結(jié)太陽能電池中,光子產(chǎn)生的電子-空穴對是電的來源[45]。當能量高于Si帶隙的光子被Si材料吸收時，在結(jié)....

本文編號：3910678