c-Si异质结结构太阳能电池设计分析(精)

a -S i /c -S i

异质结结构太阳能电池设计分析 *

林鸿生马雷

(中国科学技术大学物理系 , 合肥 , 230026

2001-09-10收稿 , 2002-01-14收改稿

摘要 :通过应用 S c h a r f e t t e r -G u m m e l 解法数值求解 P o i s s o n 方程 , 对热平衡态 a -S i /c -S i

异质结太阳能电池进行计算机数值模拟分析 , 着重阐述在 a -S i /c -S i 异质结太阳能电池中嵌入 i (a -S i :H 缓冲薄层的作用 , 指出采用嵌入 i (a -S i :H 缓冲薄层设计能有效增强光生载流子的传输与收集 , 从而提高 a -S i /c -S i

异质结太阳能电池的性能 , 同时还讨论 p +

(a -S i :H 薄膜厚度和 p 型掺杂浓度对光生载流子传输与收集的影响 , 而高强度光照射下模拟计算表明 , a -S i /c -S i

异质结结构太阳能电池具有较高光稳定性。关键词 :异质结太阳能电池 ; 牛顿-拉普森解法 ; 氢化非晶硅隙态密度 ; 载流子收集中图分类号 :T M 9

14. 42文献标识码 :A

文章编号 :1000-3819(2003 04-470-06

A n a l y s i s o f t h e D e s i g nf o r a -S i /c -S i H e t e r o j u n c t i o n

S t r u c t u r e S o l a r C e l l s

L I N H o n g s h e n g MA L e i

(D e p a r t m e n t o fP h y s i c s , U n i v e r s i t yo fS c i e n c e a n dT e c h n o l o g yo fC h i n a , He f e i ,230026, C HN

A b s t r a c t :A c o m p u t e r s i m u l a t i o n m o d e l o f a -S i /c -S ih e t e r o j u n c t i o n s o l a r c e l l s a t t h e r m o d y n a m i c e q u i l i b r i u m u s i n g a S c h a r f e t t e r -G u m m e l s o l u t i o no f P o i s s o n ' s e q u a t i o nh a s b e e n d e v e l o p e d . I t s t r e s s e st h er o l eo f t h ei (a -S i :H b u f f e rt h i nl a y e ri n s e r t e d i n t ot h ea -S i /c -S i h e t e r o j u n c t i o ns o l a r c e l l s . D u e t o t h e u s e o f d e s i g n s o f t h e i n s e r t i o no f a ni (a -S i :H b u f f e r t h i n l a y e r i n t o p -n h e t e r o j u n c t i o n , t h e c o l l e c t i o n a n d t r a n s p o r t o f p h o t o -g e n e r a t e d c a r r i e r s e f f e c t i v e l y i n c r e a s e , e n h a n c i n gt h e p e r f o r m a n c e s o f a -S i /c -S i h e t e r o j u n c t i o ns o l a r c e l l s . A l s o , t h e i n f l u e n c e s o f t h i c k n e s s a n d p -t y p e d o p p i n gc o n c e n t r a t i o no f p +

(a -S i :H t h i nf i l m s i na -S i /c -S i h e t e r o j u n c t i o ns o l a rc e l l so nt h ec o l l e c t i o na n d t r a n s p o r t o f p h o t o -g e n e r a t e d c a r r i e r sa r e d i s c u s s e d . U n d e r t h e c o n d i t i o no f p r o l o n g e d l i g h t s o a k i n g , t h e s i m u l a t i o ns h o w s t h a t a -S i /c -S i h e t e r o j u n c i o ns t r u c t u r e s o l a r c e l l p o s s e s s e s h i g hl i g h t s t a b i l i t y

. K e y w o r d s :h e t e r o j u n c t i o n s o l a rc e l l ; N e w t o n -R a p h s o n s o l u t i o n t e c h n i q u e ; d e n s i t yo f s t a t e s i na -S i :H ; c a r r i e r c o l l e c t i o n

E E A C C :8420; 2560B

第 23卷第 4期

2003年 11月

固体电子学研究与进展

R E S E A R C H &P R O G R E S S O F S S E