ⅲ-ⅴ族化合物量子阱太阳电池转换效率理论计算及相关性质的研究

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1、图书分类号______TN304______________________密级非密UDC_______________________________________________________________硕士学位论文III-Ⅴ族化合物量子阱太阳电池转换效率的理论计算及相关性质研究指导教师（姓名、职称）______温廷敦教授_____________申请学位级别________________理学硕士学位_____________专业名称____________________凝聚态物理__

2、_____________论文提交日期____2013____年___3___月___28___日论文答辩日期_____2013___年______月______日学位授予日期________年______月______日论文评阅人___________________________________________答辩委员会主席_______________________2013年月日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的

3、内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：闫红梅日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解XX大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密

4、学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：摘要介观物理效应主要是指与支撑工程应用的物理效应相对应的介观效应，例如介观压阻效应、介观压电效应、介观弹光效应、介观声光效应、介观光电效应。本论文主要是以介观光电效应为基本知识点，研究了III-Ⅴ族化合物量子阱太阳能电池转换效率的理论计算及其相关性质。首先依据太阳能电池的伏安特性，在理想条件下，可以推导并得出太阳能电池的转换效率与入射光波长之间的函数关系。从理论上分析得出，转换效率随波长的增加而单调增加，但当达到一定波长(对应于电池材料的禁带宽

5、度)后，转换效率就会迅速下降。接着从太阳能电池的短路电流、开路电压以及填充因子等相关的光电参数着手，进而推导出了太阳能电池的转换效率的表达式，并在理想条件下，针对太阳能电池的若干重要参数与入射光强度之间的关系,进行了讨论与分析，结果表明太阳能电池转换效率随着入射光强度的增加而增加。然后介绍了新型材料InGaN太阳能电池的优良性能，而且建立了InGaN太阳能电池的模型，并作出了一些假设，从理论上计算了InGaN单结、双结太阳能电池的开路电压、短路电流、转换效率，对计算结果进行了比较，从而得出结论，InG

6、aN单结、双结太阳能电池的转换效率都高于目前常用半导体材料太阳能电池的转换效率的理论值，而且达到降低成本的目的。量子阱结构既能满足晶格匹配的要求，又具有可调的有效禁带宽度，是提高太阳能电池转换效率的一种有效途径，引入量子阱结构，就扩大了太阳电池可吸收的光子能量范围，增加了吸收的光子数数目，从而提高电池的短路电流。通过建立GaAs量子阱太阳电池的细致平衡模型，计算了AlGaAs/GaAs这种电池的转换效率，通过MATLABx1-x仿真，从理论上计算出其转换效率，并对由量子阱结构带来的一些效应做出了初步的

7、分析。关键词：介观光电效应，转换效率，InGaN太阳能电池,AlGaAs量子阱太阳能电池，碰撞离化效应CalculationsofefficiencyofⅢ-ⅤcompoundquantumwellsolarcellandthestudyofitspropertiesAbstractMesoscopicphysicseffectsmainlyreferstothemesoscopiceffectwhichiscorrespondingtothephysicaleffectsofthesupportin

8、gengineeringapplications.Suchasmesoscopicpiezoresisticeeffect,mesoscopicpiezoelectriceffect,mesoscopicelastic-opticeffect,mesoscopicacoustoopticaleffectandmesoscopicphotoelectriceffect.Basedonthemesoscopicphotoelectriceffect,this