InGaN基太陽能電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計及極化效應(yīng)研究

【摘要】：InGaN基太陽能電池的理論效率很高,但是實際制作的器件性能都比較差,其中既有InGaN材料質(zhì)量的問題,也有器件結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的問題。此外由于其特殊的晶體結(jié)構(gòu),InGaN材料具有很強(qiáng)的極化效應(yīng),對太陽能電池性能產(chǎn)生很大的影響。因此,器件結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料缺陷和極化效應(yīng)的研究對InGaN太陽能電池有著重要意義。論文主要內(nèi)容如下:對含有帶尾缺陷的單結(jié)p-In0.65Ga0.35N/n-In0.65Ga0.35N太陽電池進(jìn)行模擬,模擬表明:隨著帶尾態(tài)俘獲截面的增大,將引起開路電壓和短路電流的顯著降低,當(dāng)俘獲截面為10-14cm-2時,InGaN單結(jié)太陽電池的效率從理想值24.12%下降到12.76%。對p-GaN/i-InxGa1-xN/n-GaN雙異質(zhì)結(jié)太陽能電池進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,通過仿真發(fā)現(xiàn)本征In組分在0.26時,電池效率達(dá)到最大值8.90%。同時,對含有帶尾缺陷的p-GaN/i-In0.26Ga0.74N/n-GaN太陽電池進(jìn)行仿真模擬,當(dāng)俘獲截面為10-14cm-2時,太陽電池的效率從理想值8.90%下降到7.19%。利用AMPS-1D軟件仿真極化效應(yīng)對InGaN太陽能電池的影響:首先分析了GaN/InGaN基異質(zhì)結(jié)中的極化電荷與In組分的關(guān)系,接著對p-GaN/i-In0.26Ga0.74N/n-GaN雙勢壘異質(zhì)結(jié)構(gòu)太陽能電池進(jìn)行了理論計算研究,分析了不同極化強(qiáng)度對電池性能的影響。當(dāng)極化強(qiáng)度為0.6時,電池效率從理想值8.90%下降到2.13%。 【關(guān)鍵詞】：InGaN太陽能電池 帶尾態(tài) 俘獲截面 極化效應(yīng) 轉(zhuǎn)化效率
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 太陽能電池的研究背景及意義8-11
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 選題意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本論文的主要安排12-14
• 第2章 太陽能電池基本原理及AMPS-1D軟件介紹14-24
• 2.1 太陽能電池基本原理14-15
• 2.2 太陽能電池的伏安特性15-17
• 2.3 AMPS-1D軟件使用說明17-23
• 2.3.1 基本方程17-19
• 2.3.2 AMPS-1D軟件主要界面19-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 不同結(jié)構(gòu)的InGaN太陽能電池缺陷效應(yīng)研究24-38
• 3.1 InGaN材料參數(shù)24-25
• 3.2 缺陷對單結(jié)同質(zhì)InxGa1-xN太陽能電池的影響25-30
• 3.2.1 單結(jié)同質(zhì)In0.65Ga0.35N太陽能電池結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2.2 帶尾缺陷對單結(jié)InGaN太陽能電池的影響26-30
• 3.3 缺陷對p-GaN/i-InxGa1-xN/n-GaN太陽能電池的影響30-35
• 3.3.1 p-GaN/i-In0.26Ga0.74N/n-GaN太陽能電池結(jié)構(gòu)30-33
• 3.3.2 本征In0.26Ga0.74N層中缺陷參數(shù)33-34
• 3.3.3 本征In0.26Ga0.74N層中缺陷對電池的影響34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-38
• 第4章 極化效應(yīng)對InGaN太陽能電池的影響38-50
• 4.1 GaN材料的極化效應(yīng)38-39
• 4.2 極化電荷的計算39-41
• 4.3 極化效應(yīng)引入AMPS-1D軟件41-44
• 4.4 極化對p-GaN/i-In0.26Ga0.74N/n-GaN太陽能電池的影響44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-50
• 結(jié)論50-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文56-58
• 致謝58

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

N面GaN材料及器件的研究進(jìn)展    姚艷麗;張進(jìn)成;

InGaN/GaN多量子阱太陽能電池的制備及其特性研究    王宇

GaN HEMT器件結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展    于寧;王紅航;劉飛飛;杜志娟;王岳華;宋會會;朱彥旭;孫捷;

p型InGaN/GaN超晶格N面GaN基LED的光電特性    姚楚君;楊國鋒;孫銳;許桂婷;李月靖;蔡樂晟;

InN材料及其應(yīng)用    謝自力,張榮,畢朝霞,劉斌,修向前,顧書林,江若璉,韓平,朱順明,沈波,施毅,鄭有炓

InN材料及器件的最新研究進(jìn)展    丁少鋒;范廣涵;李述體;鄭樹文;陳琨;

ZnO薄膜的光學(xué)性質(zhì)研究    賀洪波,易葵,范正修

淺談太陽能硅電池的研究與發(fā)展    周水生;董建明;李艷芝;

射頻磁控濺射制備的柔性襯底ZnO∶Al透明導(dǎo)電薄膜的研究    楊田林,張德恒,李滋然,馬洪磊,馬瑾

ZnO∶Al透明導(dǎo)電薄膜的研制    應(yīng)春,沈杰,陳華仙,楊錫良,章壯健

濺射電壓和鋁摻雜對透明導(dǎo)電氧化鋅薄膜性能的影響    施昌勇,沈克明

InGaN/GaN multiple quantum well solar cells with an enhanced open-circuit voltage    張小賓;王曉亮;肖紅領(lǐng);楊翠柏;侯奇峰;殷海波;陳竑;王占國;

Dependence of InGaN solar cell performance on polarization-induced electric field and carrier lifetime    楊靜;趙德剛;江德生;劉宗順;陳平;李亮;吳亮亮;樂伶聰;李曉靜;何曉光;王輝;朱建軍;張書明;張寶順;楊輝;

纖鋅礦GaN和AlGaN體材料輸運特性的解析模型及其應(yīng)用研究    姚慶陽

一維電子隧穿壽命的理論研究    李惠

GaN基LED中極化效應(yīng)的研究與應(yīng)用    鄭清洪

中間帶寬插入層對InGaN太陽能電池的影響    張鍇;王振曉;

不同p電極下InGaN太陽能電池性能研究    楊卓;李培咸;張鍇;周小偉;

藍(lán)紫光InGaN多量子阱激光器    李德堯;張書明;王建峰;陳俊;陳良惠;種明;朱建軍;趙德剛;劉宗順;楊輝;梁駿吾;

結(jié)構(gòu)參數(shù)對p-i-n結(jié)構(gòu)InGaN太陽能電池性能的影響及機(jī)理    周梅;趙德剛;

    

基于InGaN量子點的GaN蓋層生長條件優(yōu)化    呂文彬;汪萊;郝智彪;羅毅;

摻硅InGaN和GaN的光學(xué)性質(zhì)研究    康凌;劉寶林;

高In組分InGaN化合物半導(dǎo)體的生長與表征    薛俊俊

InGaN基太陽能電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計及極化效應(yīng)研究    張利超

In組分及溫度對InGaN合金拉曼聲子模影響及基于嵌段共聚物模板的GaN量子點生長    李燁操

InGaN太陽能電池外延片的生長    賈文博

含有InGaN的GaN增強(qiáng)型HEMT與雙極型器件研究    孫文豪

InGaN多結(jié)太陽能電池仿真研究    武小虎

InGaN太陽能電池研究與制作    張鍇

InGaN太陽能電池的建模仿真與設(shè)計    申志輝

高效率InGaN太陽能電池的研究    梅楠

p-i-n結(jié)構(gòu)InGaN太陽電池材料與器件研究    侯耀偉

InGaN太陽能電池的數(shù)值分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化    王瑋