InGaN/GaN多量子阱太阳能电池研究

发布时间：2025-02-09 14:20

　　InGaN/GaN多量子阱(InGaN/GaN MQW)太阳能电池是一种新型的太阳能电池。通过改变In组分,InGaN的禁带宽度可以实现从0.7eV到3.4eV的连续变化,基本覆盖太阳光光谱,理论上可以制造光电转换效率极高的太阳能电池,因此受到大家的普遍关注。然而,高质量InGaN材料的生长非常困难,高光电转换效率的InGaN/GaN MQW太阳能电池还难以实现。目前,InGaN/GaN MQW太阳能电池尚处于研究阶段,国际上InGaN/GaN MQW太阳能电池的光电转换效率徘徊在0.5%到3%之间。因此,本文从材料和器件结构两方面深入研究了p-i-n结构的InGaN/GaN MQW太阳能电池,其中i层为InGaN/GaN多量子阱,p层为p-GaN,n层为n-GaN,主要成果如下:(1)研究了InGaN/GaN多量子阱周期数与InGaN层等效厚度对材料质量和器件性能的影响。研究结果表明,在i层总厚度保持不变的条件下,通过增加量子阱周期数并减少InGaN层等效厚度,能够减少位错密度并抑制InGaN合金的相分离,使材料质量得到改善。但是随着InGaN层等效厚度的下降,材料对光的吸收强度减小。...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图5(网络版彩色)压电光电子学效应增强的太阳能电池性能.(a)压电光电子学效应增强的PbS胶体量子点太阳能电池[31].(b)压电光电子学效应增强的共轴CdS/Cu2S单根纳米线太阳能电池[32].(c)压电光电子学效应增强的基于ZnO纳米线阵列结构的硅基太阳能电池[10].(d)压电光电子学效应增强的基于InGaN/GaN多量子阱结构的薄膜太阳能电池[33]

太阳能电池结构通常包含至少一个肖特基结或者一个pn结,当太阳光照射到结上时,光生载流子在内建电场的作用下迅速分离,产生光伏效应.利用压电光电子学效应,界面处的压电极化电荷和压电势能有效调制界面处能带结构,进而调控光生载流子的产生、输运、分离或复合,从而提高太阳能电池的性能.201....

图2.8MOCVD生长机理示意图

通过控制铟源流量来控制铟镓氮中铟的组分；可以通过控制硅烷或制相应n区和p区的掺杂浓度。室内发生复杂的化学反应。以生长氮化镓为例，镓源为三甲基镓，下：3334Ga(CH)NHGaN3CH物气体分子进入反应室后混合在一起，有一部分反应物气体分子吸，....

图2.17轻敲式扫描示意图

子的作用会影响探针的振幅和相位，通过对探针振幅和相位的信号处理可以得到样品表面的形貌。本文的AFM测试采用了轻敲模式。图2.17轻敲式扫描示意图

图3.1InGaN/GaN多量子阱外延薄膜SEM照片

aN/GaN多量子阱结构对太阳能电池本结构是一个pn结，从第二章太阳能电池基本电荷区是光电转换最重要的部分，pn结空间电荷光电流。而pn结空间电荷区通常很窄，不能充。p-i-n结构的太阳能电池通过在pn结之间插入，使入射太阳能电池的光子能被充分吸收。因此重要。本....

本文编号：4032366