a_Si_poly_Si迭层太阳电池稳定性的数值模拟分析.pdfVIP

第 24 卷 　第 2 期 太 　阳　能　学　报 Vol 24 ,No 2 2003 年 4 月 　　　　　　　　　　　　　 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA 　　　　　　　　　　　　　 Apr. ,2003 文章编号 (2003) aSi/ polySi 叠层太阳电池稳定性的数值模拟分析 林鸿生 ,段开敏 ( 中国科学技术大学物理系 ,合肥 230026) 摘 　要 :通过应用 ScharfetterGummel 解法数值求解 Poisson 方程 ,对热平衡态 aSi/ poliSi 叠层太阳电池的光稳定性进行 计算机数值模拟 ,详细分析光照射前后 aSi/ poliSi 叠层太阳电池中电场强度分布 ,指出在光照射下 ,光生空穴俘获造成 的aSi : H 中正空间电荷密度增加改变了电池内部的电场分布 ,普遍抬高 aSi : H 薄膜中的电场强度 ,没有给 aSi/ poliSi ( ) 叠层结构中的 aSi : H 薄膜带来准中性区 低场“死层”,不会发生 aSi/ poliSi 叠层太阳电池的光诱导性能衰退 , 因而 a Si/ poliSi 叠层结构太阳电池具有较高的稳定性 。 关键词 :aSi : H 光诱导性能衰退 ;aSi : H 隙态密度分布 ;NewtonRaphson 解法 中图分类号 : TM914. 42 　　　　文献标识码 :A 机制[6 ] ,继而应用数值模拟方法[7 ] 进一步论证并得 0 　引　言 出结论 ,在光照射下 aSi : H 太阳电池光生空穴俘获 aSi : H 太阳电池 问世开创了廉价 、大面积 、高 产生的带正电缺陷使电池内部有了净正空间电荷 , 效率太阳电池制造与应用的新时代 ,但很快就发现 , 从而把高电场调制到p/ i 界面 ,而使 i/ n 界面附近电 ( ) 在长期光的辐照下 ,aSi : H 太阳电池性能如能量转 场强度下降以至出现准中性区 低场“死层”,低场 换效率等发生衰退 ,影响其实际应用 。长期以来 ,人 “死层”降低 aSi : H 太阳电池对光生载流子收集 ,使 们为了制造高稳定性 aSi : H 太阳电池进行了不懈 电池性能随着光照射而衰退 。本文继续应用计算机 的努力 ,包括改进电池制造工艺 ,提高 aSi : H 薄膜 数值模拟方法分析 aSi/ polySi 叠层结构太阳电池 质量和设计不同结构的电池等 。其中 aSi : H 基多 的稳定性 。 结 、多带隙叠层太阳电池结构设计得到了人们广泛 1 　物理模型 ( μ ) ( 的研究 ,其优点一是能应用极薄 0. 2 m i aSi : H) 层 ,特别是顶电池而增强其稳定性 ; 二是底电池 图 1 是 aSi/ polySi 叠层太阳电池结构简图 ,为 ( ) 六层结构 ,polySi 是其底电池的光吸收体 。 采用没有 或极弱 StaeblerWronski 效应或变带隙 的光吸收材料 ,尽量克服单结 aSi : H 太阳电池的长 波光子损失 ,更充分地利用