非晶硅薄膜太阳电池的优化设计

发布时间：2017-09-25 12:37

  本文关键词：非晶硅薄膜太阳电池的优化设计

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【摘要】：近年来,太阳电池产业发展迅猛,从单晶硅太阳电池发展到今天的薄膜太阳电池,最重要的是降低了生产成本,节约了原材料,它已在航天和民用等领域都有了广泛的应用。但是薄膜电池的应用并不完善,转换效率不高,因此有效的提高薄膜太阳能电池的转换效率是目前迫切需要研究解决的问题。本文对太阳能电池的研究现状和发展做了简要的说明,分析了太阳电池的发展历程,比较了各种太阳能电池的优缺点及应用前景,以提高太阳电池的转换效率作为研究目标。太阳能器件材料是半导体材料,本文对半导体材料的性质进行了论述,对太阳能电池工作的基本原理进行了分析,讨论了各个参数对太阳电池光电性能的影响。本文主要还介绍了太阳能电池的仿真模拟软件AMPS-1D的工作原理,并利用此款仿真模拟软件设计了非晶硅薄膜太阳能电池,对其光电性质进行了讨论分析,给出了仿真实验的物理模型的参数。通过改变非晶硅薄膜的p、i、n层的厚度、掺杂浓度和有效态密度,探究了它们对短路电流、开路电压、填充因子和转换效率的影响,并进行了具体的分析。该模拟过程实现了非晶硅薄膜太阳电池转换效率的提升,找到最佳参数的取值,模拟结果将转换效率提升了4个百分点,达到了11.891%高的转换效率,对工业生产设计有一定的参考价值。
【关键词】：非晶硅 太阳电池 转换效率 薄膜厚度 AMPS-1D
【学位授予单位】：渤海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 绪论10-11
• 1 概述11-14
• 1.1 薄膜太阳能电池的发展现状11-12
• 1.2 硅基薄膜太阳电池的研究现状及进展12-13
• 1.2.1 非晶硅薄膜太阳电池的研究现状及进展12
• 1.2.2 微晶硅薄膜太阳电池的研究现状及发展12-13
• 1.3 本论文的主要内容和意义13-14
• 2 太阳电池的原理14-26
• 2.1 半导体材料的特性14-19
• 2.1.1 半导体材料的禁带宽度14-15
• 2.1.2 电子和空穴15-18
• 2.1.3 载流子浓度18-19
• 2.2 p-n结的光生伏特效应19-22
• 2.3 太阳电池的pin结特性22-23
• 2.4 太阳能电池的相关参数23-26
• 3 太阳能电池仿真分析方法26-30
• 3.1 太阳能仿真软件AMPS_1D简介26
• 3.2 AMPS的原理和算法依据26-27
• 3.3 AMPS-1D的参数的选择和设置27-30
• 3.3.1 物理模型的选择27-29
• 3.3.2 参数的选择和设置29-30
• 4 非晶硅薄膜太阳电池的数值模拟与分析30-41
• 4.1 非晶硅薄膜太阳电池参数设置30-31
• 4.2 薄膜厚度对非晶硅太阳电池的影响31-35
• 4.3 掺杂浓度对非晶硅太阳电池的影响35-38
• 4.4 有效态密度对非晶硅太阳电池的影响分析38-41
• 总结与展望41-42
• 参考文献42-46
• 发表论文情况46-47
• 致谢47-48

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本文编号：917460