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(zhǎng)的PN結(jié)的晶體硅光伏電池,上下層利用重?fù)诫s的PN隧道結(jié)進(jìn)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(kāi)路電壓,減小高能光子損失;下層晶硅電池吸收剩余的長(zhǎng)波光部分,結(jié)合了非晶硅與晶體硅電池的優(yōu)點(diǎn)。上層PIN電池使用wxAMPS軟件進(jìn)行模擬,下層PN晶硅電池使用MATLAB軟件進(jìn)行模擬,分別得到上下層電池的電流分布,對(duì)上下層電流密度積分得到上下層電池流通電流,相等時(shí)即成功完成了電流匹配。分析理論模型,對(duì)疊層電池的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)(短路電流、量子效率、開(kāi)路電壓、填充因子和轉(zhuǎn)換效率)進(jìn)行分析,詳細(xì)討論了疊層電池在光滑表面和制絨表面時(shí)i層厚度與短路電流、量子效率、開(kāi)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(shí)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(duì)非晶硅層和ITO層進(jìn)行沉積,掩模板圖案的設(shè)計(jì),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(cè)量其電特性,將實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)比對(duì),分析了造成實(shí)際情況不足的原因,并提出了改善建議。

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guò)結(jié)電勢(shì)差

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文7第二章電池設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)2.1晶硅太陽(yáng)能電池的物理模型晶硅太陽(yáng)能電池c-Si的帶隙(Eg)為1.12eV,這是產(chǎn)生自由電子空穴對(duì)所需的能量[1]。將磷等V族元素?fù)诫s進(jìn)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?chē)膫�(gè)Si原子結(jié)合。第五個(gè)....

圖2-2太陽(yáng)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(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文8穴擴(kuò)散到n型Si,使受主產(chǎn)生負(fù)電荷。這種擴(kuò)散導(dǎo)致n側(cè)出現(xiàn)正電荷,p側(cè)出現(xiàn)負(fù)電荷,這個(gè)電場(chǎng)把結(jié)附近的自由電荷耗盡，形成一個(gè)所謂的耗盡區(qū)。圖2-2太陽(yáng)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(jiǎn)單電路中的太陽(yáng)能電池Fig.2-3Solarcellsinsimplecircuits電子中性p區(qū)中性N區(qū)VOC

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文9是由內(nèi)部電場(chǎng)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(chǎng)的情況下，載流子的產(chǎn)生、復(fù)合、擴(kuò)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(jí)為:1)Ec(傳導(dǎo)帶)，傳導(dǎo)電子能占據(jù)的能量最低;2)....

圖2-4太陽(yáng)能電池的等效電路(a)一個(gè)二

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文10電場(chǎng)的強(qiáng)度，導(dǎo)致極少量的大多數(shù)載流子以擴(kuò)散的方式穿過(guò)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(fù)載太陽(yáng)能電池的簡(jiǎn)單電路如圖2-3所示。在p-n結(jié)太陽(yáng)能電池中,光子產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)是電的來(lái)源[45]。當(dāng)能量高于Si帶隙的光子被Si材料吸收時(shí)，在結(jié)....

本文編號(hào)：3910678