晶体硅薄膜异质结太阳能电池的研制与模拟

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1、分类号：Q垒Z墨UDC：密级：可公开编号：晶体硅薄膜异质结太阳能电池的研制与模拟BASEDONCRYSTALLINESILICONTBIN—FILMBEHEROJUNCTIONSOLARCELLRESEARCHANDSIMULATIoN学位授予单位及代码：长春理工大学(10186)学科专业名称及代码：物理电子学(077301)研究方向：堂电盛堡墨往皇丕统申请学位级别：亟±指导教师：塞基茎二王厦垣研究生：塞漫蓬论文起止时间：2011．11—2013．12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：

2、所呈交的硕士学位论文，《晶体硅薄膜异质结太阳能电池的研制与模拟》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：氇生年至月盗日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博

3、硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名丛年三肥鞠翩虢孝叛埤年互眩同摘要基于晶体硅上的薄膜异质结太阳能电池作为一种新型的太阳能电，凭借其开发成本低廉、制作工艺相对容易等优势正渐渐的引起广大科学家的关注，尽管目前各个实验室所制备出的这种电池存在着转换效率较低的问题，但是它的制备低能耗、低成

4、本的优势，绝对能与现阶段高成本、高能耗的单晶硅、多晶硅太阳能电池抗衡。在晶体硅衬底上沉积一层透明的半导体材料，这种工艺成本低、易实现、精度高。‘日本Sanyo公司已经看到了基于晶体硅上的薄膜异质结太阳能电池的优势，推出了HIT电池现己经将其产业化，效率己达到18％，为将来研究提供了良好的借鉴，是非常具有前景的电池。本文在前人的基础上，选用了n．ZnO／p．c．Si异质结结构作为电池的核心。ZnO材料具有良好的光电特性，而且对环境友好，制备原料成本低廉且纯度高；其次，ZnO材料具有3．37eV的高禁带

5、宽度适合做为电池材料。论文首先对n．ZnO／p．c．Si异质结进行了计算机模拟，模拟获得的最高开路电压Voc=588．8mV，电路电流Jsc=36．09mA／cm2，填充因子FF=65．98％，转换效率E辟14．02％：之后采用溶胶．凝胶法制备ZnO薄膜形成n．ZnO／p．c．Si异质结太阳能电池，其开路电压V∞=O．23V，短路电流I∞=0．9825mA，填充因子FF=36．1％，转换效率Eff=O．225％，并且分析了电池转换效率过低的原因。后续测量发现电池的效率等随着时间的推移会逐渐降低，分析

6、认为是银电极氧化以及n．ZnO与p-c．Si界面之间生成了SiOz薄层导致电池的内阻增加效率降低。关键词：太阳能电池；异质结；氧化锌；晶体硅：溶胶．凝胶ABSTRACTBasedonthinfilmheterojunctionofcrystallinesilicon，solarcell，asanewtypeofsolarpower’hasgraduallyraisedtheattentionofmassesofscientistsbecauseofitsobviousadvantages．sucha

7、slowcost，relativelyeasyproductionprocessandetc．Althoughrecentlythebatterypreparedbyvariouslaboratorieshastheproblemoflowconversionefficiency，itssuperioritiesofthepreparationinlowenergyconsumptionandlowcostfaroutweighthecurrentsolarcellswithhighcost，hig

8、henergyconsumptionofmonocrystallinesilicon，andpolycrystallinesilicon．Anewtechnology，withalayeroftransparentcrystalprecipitatingonsillconsubstrateofsemiconductormaterial，enjoyslowcostandhighprecision，whichiseasytorealize．Havingseentheadv