异质结太阳能电池效率研究及带上/下转换层的叠层太阳能电池设计

admin · 发表于 2023-9-24 11:47:32

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异质结薄膜太阳能电池的研究早已成为当今光伏领域的研究热点。CdTe多晶太阳能电池作为一种吸收效率高、低成本的太阳能电池，受到了广泛的关注。而杂质和缺陷对CdTe太阳能电池的影响机理科学家们尚未研究清楚。本文重点研究了杂质和缺陷CdTe/CdS异质结多晶薄膜太阳能电池影响。为了计算杂质对载流子浓度的影响，首先提出一种计算半导体内多数载流之浓度的图解方法，推导出图解法适用的条件，并用数值方法进行验证；对于多杂质掺杂情况，通过制作阶梯函数，图解法依然可以依然使用。然后使用改进的图解法分析Cu背电极处理温度对CdTe薄膜太阳能电池性能产生影响的原因：Cu原子扩散到CdTe层且随处理温度升高依次形成CuCd、Cui缺陷，正是这两种缺陷的形成使得CdTe薄膜电导率随处理温度升高而形成倒S形状的变化。使用Scaps仿真Cu背电极处理温度对制备的CdTe太阳能电池性能影响，仿真结果很好得验证之前利用图解法分析得到的结论。最后本文研究了带上/下转换的太阳能电池，利用细致平衡理论计算了单结耦合上转换太阳能电池的理论效率上限，在此基础上设计耦合上/下转换层的双结太阳能电池，并计算其理论效率上限。计算结果表明上/下转换理论上在高聚焦因素下可以较好的改善太阳能电池效率。对于上/下转换电池的研究不仅为形成完整的太阳能电池理论效率计算提供良好的开端，而且对于现有的上/下转换电池效率的优化有着重要的指导意义。

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