000(ydy)-能带不连续性对a-Si-c-Si(HIT)异质结构光伏特性的影响.doc

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结构进行了数值模 拟，研究了本征层厚度以及带边补偿对其光伏特性 的影响。计算结果与 的实验结果相同。 随着反向偏压从一 变到一 一，长波（）响应增加。这是由于 自反向电压降低了由于价带不连续性所形成的势 参考文献 垒使得在晶体硅中的光生空穴（ 有效收集增加的缘故。 ）的 ， ， ： 对比之下，在 的正向偏压时（大于开路电 压二一），长波范围（ ）的光生 ， ， ： 电流却即刻加大，这是因为导带不连续性所产生的 势垒较低（ ），晶体硅中的光生电子很容易穿 过异质结区而得到收集。 ， ， ， ，： ， ， ： ， 。 ，： ，： 胡志华等太阳能学报特刊，。 ， ? ， ，： ，： 图偏压为和，不同温度下的太阳电池 组件光谱响应 ， ， ，： 一 ， ， ，： 图所示为太阳电池不同偏压条件下光 五） 1本文由888ronglin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。 竺竺！兰竺兰翌：！：兰！兰垦竺竺兰竺竺竺竺墅。！一 能带不连续性对（）异质结构 光伏特性的影响 胡志华，廖， 宏伟。 曾湘波 徐艳月 孔光临 中国科学院半导体研究所，北京， 云南师范大学太阳能研究所，昆明， 摘要：本文报道了运用模拟程序对 ：， （ ）异质结太阳电池数值模拟结果。研究了本征层厚度以及异质界面能带不连续性对 光伏性能的影响，并与 等的试验结果进行了比较。为了解界面的能带补 偿，我们还就固定本征层厚度的结构的光谱响应的电压和温度依赖关系进行了计算并同 等报道的试验结果也进行了比较。结果表明，只有在较小的导带补偿（ ）和较 大的价带补偿（ ）时，其光伏特性和光谱响应才能同已有实验报道相符合。 关键词： 能带不连续性教值模拟 ： （） 。 ： 。 （） （ ） ： ， （ ） （ ） ： 性主要集中在导带；而和报道 前言 的结果却是导带不连续性很小，能带不连续性主要 集中在价带。 异质结太阳电池同时兼有非晶 为了对这问题有进一步的了织，我们运用 ”对不同能带构形和不同本征层厚度的 太阳电池的伏安特性，以及固定本征层厚度（） 下光谱响应对电压和温度的依赖关系进行了数值模 拟计算，并将计算结果同 ”和 等的试验结果进行了比较。 。“ 硅的低温、廉价和和晶体硅的高效稳定特点，近年来 备受关注”。然而，对这种异质结构的一些基础 问题尚不十分清楚。例如：关于界面的能 带补偿就有各种不同的报道【。和 根据溅射 异质结的光电子发射 测量试验得出的结论是价带基本一致，能带不连续 斟家重点基础研究发腰规划（）资助项目（批准号：） 雪 计算中我们将迎光面的反射率设定为（ 结构模型 图所示为不同的能带构形，图中还标明了模 型的一些结构参数。掺杂非晶硅和本征非晶硅的光 波长范围），非晶硅和晶体硅的吸收系数取 自文献。 结果与讨论 表示出了计算所得三种能带构形时不同本征 电参数参见文献？。 箜 类型 厂 幽一风 层厚度的太阳电池的短路电流密度（。）、填 充因子（）、开路电压（。）和光电转换效率（）等 光伏特性参数。不难看出，对于（）（价带持平），光 伏特性近乎完美，与本征层厚度几乎没有关系；对于 （）（导带持平），光伏特性又异乎寻常的差，填充因 子和光电转换效率随本征层厚度的减小而变差。无 ： ！ ， 类型 上 类型 图三种不同的能带构形 论是（）还是（）都与 的实验结果不一 致，只有（）（导带补偿少许一 ，价带补偿大 部分 ）与实际情况比较相符。 图是（）情况下不同本征层厚度的曲 缸 线。我们注意到，随着本征层厚度的减小，短路电流 和填充因子增加得很快，而开路电压只是约有下降。 因而当本征层厚度从减到时，光电转 换效率从一增至。 艇嚣裂 ”；（ ） 嘶 （） 鼍 矿 另外从图中我们还注意到曲线的形 现象，这种形特性在文献中也有过报道。 价带边的不连续性似乎是导致这种现象的主要原 因。 眈 刃。 菊 ， 图示出了本征层厚度为 时，（）的 图 曲线中不同厚度的卜层动（） 太阳电池在温度下不同偏置电压时的 光谱效应曲线。当偏置电压一 时，亦即短路 情况下光生电流主要来源于非晶硅层的光吸收，而 （） 叠工 竺！至兰堡竺翌：！：兰！墨垦兰望兰竺竺竺竺墅！ 晶体硅对光生电流的贡献几乎可以忽略不计，这是 谱响应的温度依赖情况。在短路条件下，亦即一 时光谱响应与温度无关，这也从另一方面说明短 路条件下的光生电流主要来自非晶硅本征层。因为 非晶硅中的载流子是场助漂移过程，与温度关系不 十分密切。然而，在一的偏压条件下，光谱响 因为晶体硅中光照产生的光生空穴难以通过由于价 带不连续性所形成的空穴势垒的阻挡而被收集。因 此，光生电流主要是非晶硅短波光吸收的贡献，主要 集中于 范围；长波范围（ ） 非晶硅吸收很少，因而也就没有多少光谱响应。 应随温度而变化。随温度升高，长波段的光谱响应 增大，这是因为晶体硅中产生的光生空穴在通过价 带边势垒时是热发射过程，必然与温度有关。 以上模拟计算结果同 和 关于 结构所报道的实验结果相一致。 饲 霉 船 最 蕊羹霉 。 在控制本征非晶硅层厚度 左右获 得了高达的光电转换效率， 通过光谱响 应和其他电学测试得出了能带不连续性主要在价带 的结论。 尹一 结论 图 ，太阳电池组件在不同 偏压下的光谱响应 本文运用宾州大学发展的程序就带有 本征非晶硅层的? 结构进行了数值模 拟，研究了本征层厚度以及带边补偿对其光伏特性 的影响。计算结果与 的实验结果相同。 随着反向偏压从一 变到一 一，长波（）响应增加。这是由于 自反向电压降低了由于价带不连续性所形成的势 参考文献 垒使得在晶体硅中的光生空穴（ 有效收集增加的缘故。 ）的 ， ， ： 对比之下，在 的正向偏压时（大于开路电 压二一），长波范围（ ）的光生 ， ， ： 电流却即刻加大，这是因为导带不连续性所产生的 势垒较低（ ），晶体硅中的光生电子很容易穿 过异质结区而得到收集。 ， ， ， ，： ， ， ： ， 。 ，： ，： 胡志华等太阳能学报特刊，。 ， ? ， ，： ，： 图偏压为和，不同温度下的太阳电池 组件光谱响应 ， ， ，： 一 ， ， ，： 图所示为太阳电池不同偏压条件下光 五） 1本文由888ronglin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。 竺竺！兰竺兰翌：！：兰！兰垦竺竺兰竺竺竺竺墅。！一 能带不连续性对（）异质结构 光伏特性的影响 胡志华，廖， 宏伟。 曾湘波 徐艳月 孔光临 中国科学院半导体研究所，北京， 云南师范大学太阳能研究所，昆明， 摘要：本文报道了运用模拟程序对 ：， （ ）异质结太阳电池数值模拟结果。研究了本征层厚度以及异质界面能带不连续性对 光伏性能的影响，并与 等的试验结果进行了比较。为了解界面的能带补 偿，我们还就固定本征层厚度的结构的光谱响应的电压和温度依赖关系进行了计算并同 等报道的试验结果也进行了比较。结果表明，只有在较小的导带补偿（ ）和较 大的价带补偿（ ）时，其光伏特性和光谱响应才能同已有实验报道相符合。 关键词： 能带不连续性教值模拟 ： （） 。 ： 。 （） （ ） ： ， （ ） （ ） ： 性主要集中在导带；而和报道 前言 的结果却是导带不连续性很小，能带不连续性主要 集中在价带。 异质结太阳电池同时兼有非晶 为了对这问题有进一步的了织，我们运用 ”对不同能带构形和不同本征层厚度的 太阳电池的伏安特性，以及固定本征层厚度（） 下光谱响应对电压和温度的依赖关系进行了数值模 拟计算，并将计算结果同 ”和 等的试验结果进行了比较。 。“ 硅的低温、廉价和和晶体硅的高效稳定特点，近年来 备受关注”。然而，对这种异质结构的一些基础 问题尚不十分清楚。例如：关于界面的能 带补偿就有各种不同的报道【。和 根据溅射 异质结的光电子发射 测量试验得出的结论是价带基本一致，能带不连续 斟家重点基础研究发腰规划（）资助项目（批准号：） 雪 计算中我们将迎光面的反射率设定为（ 结构模型 图所示为不同的能带构形，图中还标明了模 型的一些结构参数。掺杂非晶硅和本征非晶硅的光 波长范围），非晶硅和晶体硅的吸收系数取 自文献。 结果与讨论 表示出了计算所得三种能带构形时不同本征 电参数参见文献？。 箜 类型 厂 幽