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1、p层厚度与掺杂浓度对非晶硅太阳电池性能的影响,学 院： 物理电气信息学院 专 业： 06级物理学(师范) 学生学号： 12006243908 学生姓名： 丁 力 指导教师： 剡文杰,论文的主要内容,第一部分历史发展和研究目的。 第二部分太阳电池的原理理论基础。 第三部分AMPS软件模拟。,世界主要太阳电池新记录,平衡下P-N结模型及能带图,a理想能带模型 b实际能带模型 非晶硅太阳电池的能带模型 一般PN结太阳电池的结构,AMPS软件介绍 p层厚度对Jsc、Voc、和FF的影响 p层掺杂浓度对Jsc、Voc、 和FF的影响 结论,AMPS软件模拟,AMPS-1D是由美国宾西法尼亚州立大学电子材
2、料工艺研究实验室提供的一维固体器件模拟软件，1D指的是其维度只有一维。它有多种用途. 能模拟单晶、多晶和非晶太阳电池。,本文使用AMPS软件模拟的是p层厚度和掺杂浓度对太阳电池的性能影响，所用的参数设置都在层信息中。,图中红色圈中的参数就是层厚度信息，当前是p层厚度为8.0nm 图中绿色圈中的参数就是p层摻杂浓度信息，当前是p层摻杂浓度为3.0e+019/cm-3,I-V曲线图,P层厚度模拟,p层厚度分别取2.8nm，4nm，5nm，5.5nm，6.6nm，7.2 nm，7.5 nm，8 nm，8.4 nm，9.2 nm，10 nm，11.2 nm，12 nm，13 nm，14.6 nm十五组
3、数据在AMPS软件中进行模拟。记录模拟出的 Jsc、Voc、和FF的值。,图像分析,Jsc、Voc、 和FF都随着p层厚度的增加而减小，其中Voc和FF变化很小，而和Jsc相比较而言变化稍微明显。,P层掺杂浓度模拟,p层掺杂浓度分别取8.00E+18、9.00E+18、9.50E+18、9.75E+18、1.00E+19、1.10E+19、1.20E+19、1.25E+19、1.37E+19、1.50E+19、2.00E+19、2.50E+19、3.00E+19十五组数据（单位是/cm3）AMPS软件中进行模拟。记录模拟出的 Jsc、Voc、和FF的值。,分析事例,我们可以发现，太阳电池的短路
4、电流Jsc随着p层掺杂浓度的的增大而增大，其中在0.8E+18/cm3到2.00E+19/cm3之间变化较明显。,而浓度上升到1.00E+20/cm3后，变化相对于平缓。,图像分析总结,Jsc、Voc、 和FF都随着p层掺杂浓度的增大而增大，在掺杂浓度较小时，变化较明显，而在上升到某一浓度后，他们的值变化趋于平缓，随着浓度的继续增大甚至不再变化。,总结 （1） 通过以上模拟我们可以看出太阳电池的四个基本性能参数JSC、VOC、和FF的值随着p层厚度的增加而下降，为了获得最优的电池性能，应综合考虑JSC、VOC、 和FF的取值，应将p层做的尽量薄。 （2）通过以上研究我们可以看出掺杂浓度愈高，太阳电池的四个性能参数值也就愈高。目前，在Si太阳电池中，掺杂浓度大约为1016cm-3，在直接带隙材料制做的太阳电池中约为1016cm-3，为了减小串联电阻，前扩散区的掺杂浓度经常高于1019 cm-3，因此重掺杂效应在扩散区是较为重要的。,谢谢！,