微晶硅鍺太陽電池的仿真與優(yōu)化.pdf

1、現(xiàn)如今，電力系統(tǒng)中的主要光伏電源是晶體硅太陽電池。由于晶體硅太陽電池在繼續(xù)提高轉換效率和降低成本方面都遇到了困難，這使其上網電價遠高于傳統(tǒng)能源的上網電價。相比之下，硅基薄膜太陽電池具有成本低，弱光響應好等優(yōu)點，將其用于光伏發(fā)電有望進一步節(jié)省成本，降低光伏并網電價。目前，影響其競爭力的主要因素是轉換效率較低。微晶硅鍺是近幾年被提出應用于薄膜太陽電池中的新型窄帶隙材料，具有吸收系數高，紅外光響應好等特點，將其應用于疊層硅基薄膜太陽電池的底電

2、池中，可以有效提高電池的光電轉換效率。
　　本文采用計算機仿真的方式對微晶硅鍺太陽電池進行研究，通過新結構的提出以優(yōu)化其光電性能。首先，應用太陽電池仿真軟件wxAMPS建立并優(yōu)化了本征層具有漸變帶隙結構的微晶硅鍺太陽電池，與具有相同鍺含量非漸變電池相比，其轉換效率提高了36％。并且在傳統(tǒng)線性漸變結構的基礎上，優(yōu)化出了一種沿曲線漸變的新型電池結構，使得優(yōu)化后的曲線漸變微晶硅鍺太陽電池轉換效率達到13.82%。然后，在微晶硅鍺太陽電池

3、的p/i界面添加了非晶硅鍺緩沖層，并從鍺含量和厚度兩個方面對緩沖層進行優(yōu)化，使電池的短路電流和開路電壓進一步得到提高，轉換效率提升4.5%。最后，建立了非晶硅/非晶硅鍺/微晶硅/微晶硅鍺四結疊層太陽電池，并將優(yōu)化后的曲線漸變微晶硅鍺電池用于四結電池的底電池，使得疊層電池的轉換效率達24.8%。同具有相同鍺含量的非漸變微晶硅鍺電池以及微晶硅電池作為底電池時相比，四結電池的效率分別提高8.7%和16.7%。研究結果顯示了微晶硅鍺在硅基薄膜太