《层厚度与掺杂浓》PPT课件

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1、p层厚度与掺杂浓度对非晶硅太阳电池性能的影响学院：物理电气信息学院专业：06级物理学(师范)学生学号：12006243908学生姓名：丁力指导教师：剡文杰论文的主要内容第一部分历史发展和研究目的。第二部分太阳电池的原理理论基础。第三部分AMPS软件模拟。世界主要太阳电池新记录电池种类转换效率(%)研制单位备注单晶硅电池24.7±0.5澳大利亚新南威尔士大学4cm2面积GaAs多结电池34.7±1.7Spectrolab333倍聚光多晶硅电池20.3±0.5德国弗朗霍夫研究所1.002cm2面积InGaP/GaAs30.8±1.0日本能源公司4cm2面积非晶硅电池12.8±

2、0.7美国USSC公司0.27cm2面积CIGS电池19.5±0.6美国可再生能源实验室0.41cm2面积CdTe电池16.5±0.5美国可再生能源实验室1.032cm2面积多晶硅薄膜电池16.6±0.4德国斯图加特大学4.017cm2面积纳米硅电池10.1±0.2日本钟渊公司2微米膜(玻璃衬底)氧化钛有机纳米电池11.0±0.5EPFL0.25cm2面积GaInP/GaAs/Ge37.3±1.9Spectrolab175倍聚光背接触聚光硅电池26.8±0.8美国SunPower公司96倍聚光平衡下P-N结模型及能带图a理想能带模型b实际能带模型非晶硅太阳电池的能带模型一

3、般PN结太阳电池的结构AMPS软件介绍p层厚度对Jsc、Voc、η和FF的影响p层掺杂浓度对Jsc、Voc、η和FF的影响结论AMPS软件模拟AMPS-1D是由美国宾西法尼亚州立大学电子材料工艺研究实验室提供的一维固体器件模拟软件，1D指的是其维度只有一维。它有多种用途.能模拟单晶、多晶和非晶太阳电池。本文使用AMPS软件模拟的是p层厚度和掺杂浓度对太阳电池的性能影响，所用的参数设置都在层信息中。图中红色圈中的参数就是层厚度信息，当前是p层厚度为8.0nm图中绿色圈中的参数就是p层摻杂浓度信息，当前是p层摻杂浓度为3.0e+019/cm-3I-V曲线图P层厚度模拟p层厚度

4、分别取2.8nm，4nm，5nm，5.5nm，6.6nm，7.2nm，7.5nm，8nm，8.4nm，9.2nm，10nm，11.2nm，12nm，13nm，14.6nm十五组数据在AMPS软件中进行模拟。记录模拟出的Jsc、Voc、η和FF的值。图像分析Jsc、Voc、η和FF都随着p层厚度的增加而减小，其中Voc和FF变化很小，而η和Jsc相比较而言变化稍微明显。P层掺杂浓度模拟p层掺杂浓度分别取8.00E+18、9.00E+18、9.50E+18、9.75E+18、1.00E+19、1.10E+19、1.20E+19、1.25E+19、1.37E+19、1.50E+

5、19、2.00E+19、2.50E+19、3.00E+19十五组数据（单位是/cm3）AMPS软件中进行模拟。记录模拟出的Jsc、Voc、η和FF的值。分析事例我们可以发现，太阳电池的短路电流Jsc随着p层掺杂浓度的的增大而增大，其中在0.8E+18/cm3到2.00E+19/cm3之间变化较明显。而浓度上升到1.00E+20/cm3后，变化相对于平缓。图像分析总结Jsc、Voc、η和FF都随着p层掺杂浓度的增大而增大，在掺杂浓度较小时，变化较明显，而在上升到某一浓度后，他们的值变化趋于平缓，随着浓度的继续增大甚至不再变化。总结（1）通过以上模拟我们可以看出太阳电池的四个

6、基本性能参数JSC、VOC、η和FF的值随着p层厚度的增加而下降，为了获得最优的电池性能，应综合考虑JSC、VOC、η和FF的取值，应将p层做的尽量薄。（2）通过以上研究我们可以看出掺杂浓度愈高，太阳电池的四个性能参数值也就愈高。目前，在Si太阳电池中，掺杂浓度大约为1016cm-3，在直接带隙材料制做的太阳电池中约为1016cm-3，为了减小串联电阻，前扩散区的掺杂浓度经常高于1019cm-3，因此重掺杂效应在扩散区是较为重要的。谢谢！