ingan基超高效率太阳电池理论地研究

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1、InGaN基超高效率太阳电池理论研究摘要作为III．V族化合物半导体太阳电池材料中新的一员，InGaN材料具有在禁带宽度O．7eV～3．4eV范围内连续可调，几乎覆盖整个太阳光谱等一系列优点，引起人们的关注。本论文旨在从理论方面对InGaN基超高效率太阳电池进行研究。本论文的工作、创新点主要包括：1．本文应用AMPS．1D软件对叠层InGaN基太阳电池(单结、双结、三结)进行模拟，得到了叠层InGaN基太阳电池的I．V特性、能带结构、内建电场分布等重要特性。而后本文将自己的模拟结果和相关文献的结果进

2、行了比较，分析了产生不同的原因：①本文采用的是DOS模式而不是lifetime模式，并忽略了InGaN材料中的缺陷，所以本文得到的单结太阳电池效率比第四章中的参考文献[4]的结果高一些。②本文采用的软件AMPS是基于第一性原理、太阳电池基本方程：连续性方程和Poinsson方程，它们比光照条件下理想pn结方程更为基本，所以本文可以提供比相关文献更多的关于InGaN叠层太阳电池的信息如能带结构等等(第四章中的参考文献[5】，[6]，[7】是基于光照条件下理想pn结方程，故这些文献只得到InGaN叠层太

3、阳电池的I．V特性)。2．本文将氢有效质量理论(HEMT)应用于InGaN基太阳电池材料(高In组分)，得到了z-o酊Gao∞N太阳电池材料中的浅能级施主和受主的重要性质参数电离能；在此基础上本文得到了室温条件下1,70郇Gao∞N的浅能级施主和受主强电离时的杂质浓度范围，并估算了产生杂质能带的最低施主和受主浓度。而后本文用AMPS软件对含有浅能级施主和受主的砜彤G口o∞N单结太阳电池进行模拟，详细讨论了浅能级施主和受主能级的复合对太阳电池效率的影响。本论文为InGaN基超高效率太阳电池的设计和制备

4、提供了理论上的参考和帮助。关键词：InGaN太阳电池AMPS模拟叠层浅能级杂质IITHEOI辽TICALSTUDYONTHEINGAN．BASEDSUPER．HIGHEFFICIENCYSOLARCELLSABSTRACTAsanewmemberofIII—VcompoundsemiconductorsPVmaterials，InGaNmaterialhasmanyadvantagesbesidesthatitsbandgapvaryingcontinuouslyfromO．7eV～3．4eValm

5、ostcoversthewholesolarspectrum．SoInGaNmaterialarousedpeople’Sconcernrecently．Inthiswork，InGaN-basedsuper-highefficiencysolarcellswereresearchedtheoretically．Themajorinnovationsinthisworkinclude：1．KeypropertiesofInGaN-basedmultijunction(MJ)／tandemsolarc

6、ells(singlejunction，doublejunctionsandtriplejunctions)weresimulatedbyapplyingAMPSsoftware，includingI-Vcharacteristic、bandstructure、built．inelectricfieldetc．Thenwecomparedtheresultsofoursimulationwiththeresultsofothertheoreticalcalculationspublishedinth

7、erelevantliteratureandanalysedthecausesofthedifferences：OWehaveadoptedDOSmodel，ratherthanlifetimemodel，andignoredtheeffectsofdefectsinInGaNmaterial．SowehaveobtainedhigherefficiencyforsinglejunctionInGaNsolarcellthantheresultsofthereference【4】4inchapter

8、4．②A～WSisbasedonthefirstprinciple：thecontinuityequationsandIIIPoissonequation，whicharethebasicequationsforsolarcells．Theyaremorebasicthanidealpnjunctionequationunderillumination．SowecouldprovidemoreinformationaboutInGaNmultijunctionsola