HIT太阳能电池各层对器件影响的研究

发布时间：2020-05-07 11:16

【摘要】：能源是人类生存和发展的必要条件,千百年来由于传统能源的使用,人类社会得到了快速发展。尤其是第一次工业革命和第二次工业革命的出现,人类社会发生了翻天覆地的改变,但同时因为以煤、石油等传统化石能源的使用,地球生态环境受到了极大的破坏,物种甚至面临着生存的威胁。因此,以太阳能电池为代表的新能源技术受到了人们的极大关注,而制约着太阳能电池发展的关键因素是其光电转换效率。作为硅基太阳能电池中最有潜力的HIT太阳能电池具有更高的效率,因此加大HIT太阳能电池的投入和研究十分必要。本课题采用AFORS-HET软件对异质结太阳能电池进行了数值计算,通过对电池各功能膜层参数的不同设定值的建模,研究了三种结构HIT太阳能电池性能变化,具体研究内容与结果如下:(1)传统无本征层结构电池发射层、衬底和背场层厚度分别为4 nm、300μm和4 nm时性能最优。单本征层结构n型电池发射层、本征层、衬底和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、150μm和4 nm时性能最优,p型电池发射层、本征层、衬底和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、200μm和4 nm时性能最优。双本征层结构n型电池发射层、前本征层、衬底、后本征层和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、150μm、4 nm和4 nm时性能最优,p型电池发射层、前本征层、衬底、后本征层和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、200μm、4 nm和4 nm时性能最优;(2)三种电池随衬底掺杂浓度增加,转换效率提高,掺杂浓度为1×10~(17) cm~(-3)时,转换效率趋于平缓,发射层和背场层掺杂浓度大于1×10~(19) cm~(-3)时,电池性能基本保持不变;随缺陷态密度增加,电池性能下降;对于p型HIT电池,随功函数增加,电池性能降低;对于n型HIT电池,随功函数增加,电池性能增加。综合多种参数来看,由于没有钝化层或钝化层单一,钝化效果有限,所以衬底缺陷态密度对传统无本征层和单本征层电池效率影响最大,对双本征层结构电池,由于双层钝化效果显著,此时高浓度缺陷态密度的影响有限。相反此时掺杂浓度提高对效率影响最大;(3)三种电池结构中,双本征层结构n型HIT电池由于双层钝化效果显著,致使其转换效率最高,为27.54%,是最理想的电池结构,其他的转换效率较低。考虑到双本征层结构电池中不同种类TCO薄膜的吸收损耗,ZnO薄膜的光谱响应好,透光性比ITO薄膜高,所以选择ZnO作为窗口层时相应波长区间内的光谱响应效果显著提升,促使对应的HIT太阳能电池的短路电较大,HIT电池的转换效率较高。
【图文】：

图 2. 1 太阳能电池工作原理图理：当太阳光照射至电池正表面，，电池 HIT 太阳能电池产生的光生载流子扩散于内建电场的牵引，空穴(电子)与电子积累至太阳能电池正、背表面，形成所谓Ei

N/P型晶硅基双面异质结能带图
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM914.4

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙玲;王敬怡;;单晶硅、HIT太阳能电池组件的对比分析[J];科技视界;2012年17期

2 史少飞;吴爱民;张学宇;姜辛;;HIT太阳能电池的发展概况[J];材料导报;2011年13期

3 董亮;;网络热门词HIT版之2017回顾及2018展望[J];科技新时代;2018年01期

4 张研研;任瑞晨;史力斌;;n型衬底上双面HIT太阳电池背场的模拟优化[J];人工晶体学报;2012年05期

5 洪炳昒,阮玉峰,高庆吉,朱莹,刘海涛,赵伟;HIT-Ⅱ型全自主足球机器人硬件系统的设计与实现[J];哈尔滨工业大学学报;2003年09期

6 马斌;冯晓东;;HIT太阳能电池性能的模拟计算[J];南京工业大学学报(自然科学版);2014年04期

7 刘义军;刘伊威;;HIT机器人灵巧手手指及其阻抗控制的研究[J];机械制造;2008年07期

8 张研研;任瑞晨;史力斌;;模拟分析发射层带隙及缺陷态对HIT太阳电池性能的影响[J];人工晶体学报;2013年08期

9 高亚s

本文编号：2652886