a-Si(p)/c-Si(n)异质结太阳电池的AFORS-HET模拟优化

采用限定变量的方法,运用AFORS-HET(Automat FOR Simulation of HETerostructures)软件计算模拟了不同厚度、掺杂浓度和禁带宽度的非晶硅薄膜背场以及不同厚度、禁带宽度的非晶硅本征层对a-Si(p)/c-Si(n)异质结太阳电池的影响。结果表明,在其它参数不变的情况下,增加较薄的背场和中间本征层,可以提高太阳电池的整体性能,其光电转换有很大程度提高,其最高转换效率可达20.75%;其中,中间本征层在厚度不超过20nm时,对电池的短路电流影响不大,而其它性能则相对下降;当非晶硅薄膜背场的掺杂浓度为1019cm-3以上,带隙为1.7eV,厚度为5nm时,电池性能最佳。

p型晶体硅异质结太阳电池光电特性模拟研究

利用AFORS-HET软件模拟以p型晶体硅为衬底的异质结太阳电池的特性。太阳电池的基本结构为:TCO/n-a-Si∶H/i-a-Si∶H/p-c-Si/Ag,通过改变电池材料的特征参量,分析电池输出特性随相关参量变化的规律。结果表明,与ITO相比,以ZnO为透明导电极的电池在短波光和可见光波段光谱响应更强,短路电流密度和电池效率更高。此外,在所建立的电池模型中,限定掺杂型非晶硅层的厚度为10nm,改变本征非晶硅层厚度,模拟研究找到了电池的短路电流、开路电压、填充因子及光电转换效率随本征层厚度变化的规律和最优值,通过模拟研究发现有背场的双面电池比无背场电池的开路电压增加4.8%,最高转换效率达21.25%。

基于P型晶体硅异质结太阳电池的结构设计与性能分析

针对两种a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池结构,应用AFORS_HET软件,分析氢化非晶硅(a-Si:H)和氢化微晶硅(μc-Si:H)两种材料作为背面场时的特性参数对a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池性能的影响。结果表明:P型氢化微晶硅(μc-Si:H(p))为背面场时电池性能得到提高,μc-Si:H(p)的背面场特性是关键因素。最后,优化设计出以a-Si:H为窗口层、μc-Si:H为背面场的a-Si(n)/c-Si(p)异质结太阳电池TCO/a-Si:H(n)/a-Si:H(i)/c-Si(p)/a-Si:H(i)/μc-Si:H(p)/TCO,并获得20%的转换效率。

μcSi(n)/cSi(p)异质结太阳电池微晶硅背场的模拟与优化

采用AFORSHET软件模拟了微晶硅背场对μcsi(n)/csi(p)异质结太阳电池性能的影响。结果显示:微晶硅背场的厚度对电池性能影响较小;而随着背场掺杂浓度的提高,短路电流和填充因子都逐渐提高,太阳电池效率随之增大;随着带隙的增大,短路电流和效率均是先增大,当带隙超过1.55ev时逐渐变小。当微晶硅背场的厚度为10nm,掺杂浓度为3×1018/cm3,带隙为1.55ev时,太阳电池的转化效率最高,达到21.8%。