InGaN太陽能電池的建模仿真與設(shè)計(jì).pdf

1、氮化鎵銦（InGaN）太陽能電池是一種新型的半導(dǎo)體太陽能電池，它憑借禁帶寬度可調(diào)且與太陽光譜完美匹配的特點(diǎn)，已成為國際上氮化物材料和新型高效太陽電池研究領(lǐng)域的前沿研究方向。然而，與傳統(tǒng)的太陽電池材料和器件相比較，目前人們對(duì)全光譜氮化鎵銦太陽能電池的研究和認(rèn)識(shí)還很有限，在芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在著許多問題，在材料生長工藝上難以獲得高質(zhì)量、高銦組分的氮化鎵銦材料，要使太陽能電池獲得較好的光電特性，需要對(duì)芯片結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 本論文

2、利用Silvaco TCAD 半導(dǎo)體器件仿真軟件，結(jié)合硅太陽能電池及三五族半導(dǎo)體器件的仿真實(shí)例，建立了針對(duì)氮化鎵銦太陽能電池的仿真模型，在此基礎(chǔ)之上來對(duì)不同結(jié)構(gòu)的氮化鎵銦太陽能電池進(jìn)行調(diào)試與對(duì)比分析，分別對(duì)PN 型、PIN 型及多量子阱（MQWs）型三種氮化鎵銦太陽能電池進(jìn)行仿真建模，通過分別改變各層厚度、銦含量、摻雜濃度以及量子阱的深度與寬度，來分析它們對(duì)太陽能電池的光電特性的影響。
　　 為了獲得高外量子效率，文中提出單結(jié)氮

3、化鎵銦太陽能電池的銦組分應(yīng)為0.6 左右，吸收區(qū)的銦組分決定著太陽能電池的光譜吸收范圍，銦組分過高將導(dǎo)致開路電壓降低以及電池轉(zhuǎn)換效率的降低。相鄰層的銦組分之差不大于0.3，否則會(huì)導(dǎo)致異質(zhì)結(jié)處勢(shì)壘變大，載流子傳輸效率的降低。
　　 為了獲得高內(nèi)量子效率，文中提出P 區(qū)厚度在50納米之內(nèi)，N 區(qū)厚度為110納米左右，耗盡區(qū)的長度為300納米左右，耗盡區(qū)位置應(yīng)當(dāng)接近電池頂部，以獲得最大光生電流。P、N 區(qū)摻雜濃度應(yīng)不低于1.0×101