晶硅太阳能电池i层厚度优化的数值模拟

晶硅太阳能电池 i 层厚度优化的数值模拟 txt 这是一个禁忌相继崩溃的时代 没人拦得着 你 只有你自己拦着自己 你的禁忌越多成就就越少 自卑有多种档次 最高档次的自卑表 现为吹嘘自己干什么都是天才 本文由啊呀娃娃 chen 贡献 pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳 建议您优先选择 TXT 或下载源文件到本机查看 堡堕 丝二塑堑 一 实验技术与管理 第 卷第 期 年 月 非晶硅太阳能电池 层厚度 优化的数值模拟 姚若河 郑佳华 华南理工大学物理科学与技术学院 广东广州 摘要 应用 一 软件对非晶硅太阳能电池的 一 特性进行了模拟研究 重点模拟分析了 层厚度 对 结构非晶硅太阳能电池特性参数的影响 关键词 太阳能电池 非晶硅 数值模拟 中图分类号 文献标识码 文章编号 一 太阳能是一种清洁 无污染 取之不尽用之不 竭的自然能源 将太阳能转换为电能是 大规模利用 太阳能的重要技术基础 半导体太阳能电池利用半 导体的光生伏特效应直接将 太阳能转化为电能 技 术比较成熟 在硅系列电池中 由于非晶硅对阳光 的吸收系数高 活性层只需 厚 材料的需求 量大大减少 沉积温度低 可直接沉积在玻璃 不 锈钢 和塑料膜等廉价的衬底材料上 生产成本低 具有单片电池面积大 适于工业化大规模生 产等优 点而受到重视 形成 结构 图 中 衬底为 型非晶硅 顶 层为 型的非晶 材料 中间缓冲层为本征非晶 硅 主要结构参数和模拟参数见表 图 结构非晶硅太阳能电池结构示意图 结构非晶硅太阳能电池的 模型参数 参数 层 层 表 模型结构与模拟原理 器件结构 典型的非晶硅太阳能电池结构如图 所示 非 晶硅中由于原子排列缺 少结晶硅的规则性 缺陷 多 因此 要在 层与 层之间加入本征层 层 收稿日期 作者简介 姚若河 一 男 广东省揭阳 市人 博士 教 授 从事半导体器件及物理的教学和科研工作 层 迁移率带隙 光学带隙 电子亲和能 相对介电常数占 有效态密度 一 一 一 万 方数据 实验技术与管理 续表 参数 电子迁移率 一 空穴迁移率 一 价带尾态特征能量迁移 率 导带尾态特征能 量迁移 率 掺杂浓度 一 一 一 其中 为电子的电流密度 有 菇 舭 层 层 层 兰孕 州为电子的准费米能级 矗为空穴的电 流密度 石 舭 凡 警 为空穴的准费米 能级 茗 为电子空穴对的光生效率 为位置菇 的函数 运用数值计算方法求 解方程 中的砂 茗 进而求出各特性参数 模拟结果分析 对 结构非晶硅太阳能电池模拟时 光照 条件为 光从 型非晶硅层 入射到器件中 为了研究 层厚度对器件性能的影响 将 层 和 层的厚度分别固定为 和 层厚度 分别取 隙问定域态分 砟 模拟原理 模拟在态密度 模式下进行 对于非晶 硅来说 带尾定域态 相当重要 使用指数函数来模 拟 用高斯分布来描述非晶硅的悬挂键 对 结构 非晶硅太阳能电池 若给出各层半导体材料的 能带结构 电子态密度分布 空穴态密度分 布和电 子亲和能等 根据半导体器件 个基本方程 泊松 方程 电子连续性方程和空穴连 续性方程 在适当 的边界条件下即可求解出器件的特性 泊松方程把材料体系中的自由载 流子数目 受 陷电子和受陷空穴数目 离化杂质数目等和静电场 联系起来 泊松方程表示 为 模拟不同 层 厚度条件下光电池的开路电压 短路电流氏 填充因子 和光电转换效率卵随 层厚度变化的 情况 模拟结果如图 所示 由图 可见 随着 层厚度的增加 氏 和叼都先增大 到达一最大值后又随 层厚度 的进一步增加而减小 对短路电流 一般可表示为 矗一州 学一 当 层厚度比较薄时 随着 层厚度的增大 光生 载流子增加 光生电流密度以增大 反向饱和电 期占 茗 警 髫 一 石 瞒 石 一 二 石 菇 一 其中 沙为器件中石点单位正电荷电势 石 流密度厶不变的情况下氏增大 当 层厚度增加 到一定程度时 使内建电场强度分布明显受影响 光生载流子得不到有效的收集 从而使如下降 对 和 有 分别为自由空穴和自由电子的浓度 髫 石 分别为电离施主浓度和电离受主浓度 髫 分别为受 陷空穴和受陷电子浓度 为带隙中单位体积单位能量的类受主态密度 连续分布 函数 为能量为 的能态被一个电 一 一 一器 律也应是先增大后减小 下转第 页 弘 鲁 叫 子占据的概率 为带隙中单位体积单位能量 的类施主态密度连续分布函数 厶 为能量为 的能态被一个空穴占据的概率 可知 正比于氏 所以其变化规律与氏相似 对于 有叼 丁 比为最佳功率 在稳态条件下 若自由载流子的浓度不随时间 变化 则自由电子和自由空穴的连续性方程分别为 输出 为电池正面曝光面积 为每 的光照功率输入 所以 不变 叼的变化规 警 一 菇 尺 石 似 学 戈 一 茹 万 方数据 聂伟 等 基于 的 码实验平台设计 中定制生成的 软核处理器实现了基 于 的 码实验平台 其中 控制 键 盘扫描及液晶显示模块的程序在 寇艳红 杨枫 陈雁 通信原理开放性实验项目设计 实 验技术与管理 目 中 用 语言实现 用户逻辑部分的程序用 硬件描述语言编写并在 环境 张庆治 刘巧艳 基于 的 码译码器设计与实现 北京 电子科技学院学报 刘小同 万国春 陈 岚 基于 算法的 码的 硬件设计与实现 江西科技 师范学院学报 下完成了仿真 综合及下载 通过在液晶上实时显 示实验过程中 编译码器 的工作参数及接收到 误码的信息帧的数目 使学生能够清楚地理解 编译码器各个环节的作用及整个实验的数据流 程 的实现技术使得学生 可以很容易地修改 各模块的程序代码 从而实现对 编译码算法 的研究和改进 参考文献 刘东华 码原理与应用技术 北京 电子工业出版 社 袁东风 张海霞 宽带移动通信中的先进信道编码技术 北京 北京邮电大学出版社 潘松 黄继业 曾毓 技术实用教程 北京 清华大 学出版社 上接第 页 毒 暑 毫 鼍 罩 图 耶和呀随 层厚度的变化 结论 本文用 一 对 结构非晶硅太阳能 电池的 一 特性进行模拟 研究了 层厚度对非 胡志 华 廖显伯 曾湘波 等 纳米硅 晶体硅 异质结太阳 电池的数值模拟分析 物理学报 胡志华 廖显伯 刁宏伟 等 非晶硅太阳电池光照 特性 的 模拟 物理学报 刘瑶 姚若 河 扩散 结内建电场的数值分析 广西物 理 刘恩科 朱秉升 罗晋生 等 半导体物理学 北京 国 防工 业出版社 仓田衡 半导体器件的数值分析 北京 电子工业出版 社 晶硅太阳能电池特性参数的影响 从模拟结果看 氏 和叼的理论最大值处在 层厚度为 范围内 且对应于不同的 层厚度 为了 获得最优的电池性能 应综合考虑 和叼的取值 参考文献 万 方数据 1 本文由啊呀娃娃 chen 贡献 pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳 建议您优先选择 TXT 或下载源文件到本机查看 堡堕 丝二塑堑 一 实验技术与管理 第 卷第 期 年 月 非晶硅太阳能电池 层厚度 优化的数值模拟 姚若河 郑佳华 华南理工大学物理科学与技术学院 广东广州 摘要 应用 一 软件对非晶硅太阳能电池的 一 特性进行了模拟研究 重点模拟分析了 层厚度 对 结构非晶硅太阳能电池特性参数的影响 关键词 太阳能电池 非晶硅 数值模拟 中图分类号 文献标识码 文章编号 一 太阳能是一种清洁 无污染 取之不尽用之不 竭的自然能源 将太阳能转换为电能是 大规模利用 太阳能的重要技术基础 半导体太阳能电池利用半 导体的光生伏特效应直接将 太阳能转化为电能 技 术比较成熟 在硅系列电池中 由于非晶硅对阳光 的吸收系数高 活性层只需 厚 材料的需求 量大大减少 沉积温度低 可直接沉积在玻璃 不 锈钢 和塑料膜等廉价的衬底材料上 生产成本低 具有单片电池面积大 适于工业化大规模生 产等优 点而受到重视 形成 结构 图 中 衬底为 型非晶硅 顶 层为 型的非晶 材料 中间缓冲层为本征非晶 硅 主要结构参数和模拟参数见表 图 结构非晶硅太阳能电池结构示意图 结构非晶硅太阳能电池的 模型参数 参数 层 层 表 模型结构与模拟原理 器件结构 典型的非晶硅太阳能电池结构如图 所示 非 晶硅中由于原子排列缺 少结晶硅的规则性 缺陷 多 因此 要在 层与 层之间加入本征层 层 收稿日期 作者简介 姚若河 一 男 广东省揭阳 市人 博士 教 授 从事半导体器件及物理的教学和科研工作 层 迁移率带隙 光学带隙 电子亲和能 相对介电常数占 有效态密度 一 一 一 万 方数据 实验技术与管理 续表 参数 电子迁移率 一 空穴迁移率 一 价带尾态特征能量迁移 率 导带尾态特征能 量迁移 率 掺杂浓度 一 一 一 其中 为电子的电流密度 有 菇 舭 层 层 层 兰孕 州为电子的准费米能级 矗为空穴的电 流密度 石 舭 凡 警 为空穴的准费米 能级 茗 为电子空穴对的光生效率 为位置菇 的函数 运用数值计算方法求 解方程 中的砂 茗 进而求出各特性参数 模拟结果分析 对 结构非晶硅太阳能电池模拟时 光照 条件为 光从 型非晶硅层 入射到器件中 为了研究 层厚度对器件性能的影响 将 层 和 层的厚度分别固定为 和 层厚度 分别取 隙问定域态分 砟 模拟原理 模拟在态密度 模式下进行 对于非晶 硅来说 带尾定域态 相当重要 使用指数函数来模 拟 用高斯分布来描述非晶硅的悬挂键 对 结构 非晶硅太阳能电池 若给出各层半导体材料的 能带结构 电子态密度分布 空穴态密度分 布和电 子亲和能等 根据半导体器件 个基本方程 泊松 方程 电子连续性方程和空穴连 续性方程 在适当 的边界条件下即可求解出器件的特性 泊松方程把材料体系中的自由载 流子数目 受 陷电子和受陷空穴数目 离化杂质数目等和静电场 联系起来 泊松方程表示 为 模拟不同 层 厚度条件下光电池的开路电压 短路电流氏 填充因子 和光电转换效率卵随 层厚度变化的 情况 模拟结果如图 所示 由图 可见 随着 层厚度的增加 氏 和叼都先增大 到达一最大值后又随 层厚度 的进一步增加而减小 对短路电流 一般可表示为 矗一州 学一 当 层厚度比较薄时 随着 层厚度的增大 光生 载流子增加 光生电流密度以增大 反向饱和电 期占 茗 警 髫 一 石 瞒 石 一 二 石 菇 一 其中 沙为器件中石点单位正电荷电势 石 流密度厶不变的情况下氏增大 当 层厚度增加 到一定程度时 使内建电场强度分布明显受影响 光生载流子得不到有效的收集 从而使如下降 对 和 有 分别为自由空穴和自由电子的浓度 髫 石 分别为电离施主浓度和电离受主浓度 髫 分别为受 陷空穴和受陷电子浓度 为带隙中单位体积单位能量的类受主态密度 连续分布 函数 为能量为 的能态被一个电 一 一 一器 律也应是先增大后减小 下转第 页 弘 鲁 叫 子占据的概率 为带隙中单位体积单位能量 的类施主态密度连续分布函数 厶 为能量为 的能态被一个空穴占据的概率 可知 正比于氏 所以其变化规律与氏相似 对于 有叼 丁 比为最佳功率 在稳态条件下 若自由载流子的浓度不随时间 变化 则自由电子和自由空穴的连续性方程分别为 输出 为电池正面曝光面积 为每 的光照功率输入 所以 不变 叼的变化规 警 一 菇 尺 石 似 学 戈 一 茹 万 方数据 聂伟 等 基于 的 码实验平台设计 中定制生成的 软核处理器实现了基 于 的 码实验平台 其中 控制 键 盘扫描及液晶显示模块的程序在 寇艳红 杨枫 陈雁 通信原理开放性实验项目设计 实 验技术与管理 目 中 用 语言实现 用户逻辑部分的程序用 硬件描述语言编写并在 环境 张庆治 刘巧艳 基于 的 码译码器设计与实现 北京 电子科技学院学报 刘小同 万国春 陈 岚 基于 算法的 码的 硬件设计与实现 江西科技 师范学院学报 下完成了仿真 综合及下载 通过在液晶上实时显 示实验过程中 编译码器 的工作参数及接收到 误码的信息帧的数目 使学生能够清楚地理解 编译码器各个环节的作用及整个实验的数据流 程 的实现技术使得学生 可以很容易地修改 各模块的程序代码 从而实现对 编译码算法 的研究和改进 参考文献 刘东华 码原理与应用技术 北京 电子工业出版 社 袁东风 张海霞 宽带移动通信中的先进信道编码技术 北京 北京邮电大学出版社 潘松 黄继业 曾毓 技术实用教程 北京 清华大 学出版社 上接第 页 毒 暑 毫 鼍 罩 图 耶和呀随 层厚度的变化 结论 本文用 一 对 结构非晶硅太阳能 电池的 一 特性进行模拟 研究