InGaN太陽能電池的建模仿真與設計.pdf

1、氮化鎵銦（InGaN）太陽能電池是一種新型的半導體太陽能電池，它憑借禁帶寬度可調(diào)且與太陽光譜完美匹配的特點，已成為國際上氮化物材料和新型高效太陽電池研究領域的前沿研究方向。然而，與傳統(tǒng)的太陽電池材料和器件相比較，目前人們對全光譜氮化鎵銦太陽能電池的研究和認識還很有限，在芯片結構設計上存在著許多問題，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，需要對芯片結構進行優(yōu)化設計。
　　 本論文

2、利用Silvaco TCAD 半導體器件仿真軟件，結合硅太陽能電池及三五族半導體器件的仿真實例，建立了針對氮化鎵銦太陽能電池的仿真模型，在此基礎之上來對不同結構的氮化鎵銦太陽能電池進行調(diào)試與對比分析，分別對PN 型、PIN 型及多量子阱（MQWs）型三種氮化鎵銦太陽能電池進行仿真建模，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，文中提出單結氮

3、化鎵銦太陽能電池的銦組分應為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，銦組分過高將導致開路電壓降低以及電池轉換效率的降低。相鄰層的銦組分之差不大于0.3，否則會導致異質(zhì)結處勢壘變大，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)位置應當接近電池頂部，以獲得最大光生電流。P、N 區(qū)摻雜濃度應不低于1.0×101