新型硅基薄膜太阳能电池器件的设计与模拟-毕设论文.doc

湖 北 大 学 本 科 毕 业 论 文 （设 计） 题 目 新型硅基薄膜太阳能电池器件的设计与模拟 姓 名 彭 真 学 号 2006221105220021 专业年级 06 电 科 指导教师 高云 职 称 教授 2010年 5 月 5 日   目 录 绪论 1 1 光伏太阳能电池的原理 2 1.1 光电池的电流电压特性 2 1.2 描述太阳能电池的参数 3 1.3 影响太阳电池转换效率的因素 4 2 模拟软件AMPS-1D的介绍 6 3 单晶硅太阳能电池的设计与模拟 8 3.1 单晶硅太阳能电池的研究概况及单晶硅性质 8 3.2 设计与模拟结果 9 3.2.1 单晶硅的性能参数 9 3.2.2 单结型改变厚度 9 3.2.3 单结型改变掺杂浓度 12 3.2.4 改变结构 13 3.3 结论 14 4 多晶硅太阳能电池的设计与模拟 15 4.1 多晶硅太阳能电池的研究概况及多晶硅性质 15 4.2 设计与模拟结果 15 4.2.1 多晶硅的性能参数 15 4.2.2 单结型改变厚度 16 4.2.3 改变掺杂浓度 19 4.2.4 改变结构 20 4.3 结论 21 5 非晶硅太阳能电池的设计与模拟 21 5.1 非晶硅太阳能电池的研究概况及非晶硅性质 21 5.2 设计与模拟结果 23 5.2.1 非晶硅的性能参数 23 5.2.2 p-i-n型设计与模拟 23 5.2.3 改变结构 29 5.3 结论 30 总结 31 参考文献 32  新型硅基薄膜太阳能电池器件的设计与模拟 摘 要 本论文首先介绍了太阳能电池的光伏原理及其发展概况，并采用AMPS-1D软件模拟分析了单晶硅、多晶硅、和非晶硅太阳能电池的光伏特性与器件结构的关系。通过采取PN结和PIN结两种基本结构，改变各层厚度和掺杂浓度，研究厚度和掺杂对太阳能电池转化效率、填充因子、短路电流以及开路电压的影响。通过优化提出最佳电池结构设计。 【关键词】硅基太阳能电池 模拟 AMPS-1D  THE MODELLING AND SIMULATION OF NEW-TYPE Silicon-BASED SOLAR CELL ABSTRACT This thesis briefly introduced the basic PV mechanism and the development in PV cell. AMPS-1D software was utilized to simulate the photovoltaic property of various device structures for single crystal Si, poly-Si and amorphous Si solar cell. All the parameters used in the simulations were obtained from the reported experimental data. The basis structures were PN and PIN diodes. By varing the thickness and the doping concentration of various layers, the photoelectric conversation efficiency, fill factor, short circuit current and open circuit voltage were studied. The best conversation efficiencies were obtained by optimizing the device structures. 【Key words】 silic-based solar cell, modelling, AMPS-1D simulation 绪论 自从1983年法国人贝克勒尔发现“光生伏特效应”以来，历经100多年的发展，太阳能电池技术已经发展成为了一个相当庞大的学科，同时伴随着产生了一个相当庞大的产业链。 从产生技术的成熟度来区分，太阳能电池可以分成： 第一代太阳能电池：晶体硅太阳能电池 第二代太阳能电池：各种薄膜太阳能电池，包括：非晶硅薄膜太阳能电池（a-Si）、碲化铬太阳电池（CdTe）、铜铟镓硒太阳电池（CIGS）、砷化镓太阳电池、纳米