石墨烯-硅肖特基结太阳电池的仿真研究

发布时间：2021-01-27 14:07

　　石墨烯-硅肖特基结太阳电池的开路电压、短路电流密度较低,其主要是受到本征石墨烯较小的功函数及较大的薄膜电阻的影响。针对这些问题,该文基于实验报道的石墨烯和晶硅电学参数,利用AFORS-HET软件对石墨烯-硅肖特基结太阳电池进行仿真模拟。模拟结果表明,石墨烯层中的受主浓度、功函数、及禁带宽度的增加都能提高开路电压。而晶硅层施主浓度的提升则会使开路电压下降,随着晶硅施主浓度的增加,开路电压从494.1 mV下降到386.6 mV。最后对晶硅及石墨烯层的厚度优化,电池效率达到11.92%,为目前报道此种结构电池的模拟最高值。 

【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(07)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

模拟器件的结构与能带示意图

在实验中可通过掺杂来调节石墨烯的带隙[21]，不同带隙的石墨烯对太阳电池性能的影响也不同。图3a和图3b表示石墨烯带隙宽度与电池性能的关系，从图中可看出，JSC、VOC、FF、η都随着带隙宽度的增加而增大。当石墨烯禁带宽度增加时，肖特基结中的载流子在界面处的隧穿几率减小，结区对光生载流子的收集能力增强，反向饱和电流减小，内建电场增强，提高了电池的开路电压。图2 石墨烯层不同受主浓度、功函数时的电池性能

石墨烯层不同受主浓度、功函数时的电池性能

【参考文献】：
期刊论文
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[3]薄膜太阳电池介绍及应用发展[J]. 王恩忠.  新材料产业. 2010(09)
[4]N型单晶硅衬底上非晶硅/单晶硅异质结太阳电池计算机模拟[J]. 任丙彦,张燕,郭贝,张兵,李洪源,许颖,王文静.  太阳能学报. 2008(09)



本文编号：3003182