纳米硅(nc-Si:H )/晶体硅(c-Si)异质结太阳电池的数值模拟分析

摘要

运用美国宾州大学发展的AMPS程序模拟分析了n-型纳米硅(n+-nc-Si:H)/p-型晶体硅(p-c-Si)异质结太阳电池的光伏特性.分析表明,界面缺陷态是决定电池性能的关键因素,显著影响电池的开路电压(VOC)和填充因子(FF),而电池的光谱响应或短路电流密度(JSC)对缓冲层的厚度较为敏感.对不同能带补偿(bandgap offset)的情况所进行的模拟分析表明,随着ΔEc的增大,由于界面态所带来的开路电压和填充因子的减小逐渐被消除,当ΔEc达到0.5eV左右时界面态的影响几乎完全被掩盖.界面层的其他能带结构特征对器件性能的影响还有待进一步研究.最后计算得到了这种电池理想情况下(无界面态、有背面场、正背面反射率分别为0和1)的理论极限效率ηmax=31.17% (AM1.5,100mW/cm2,0.40-1.10μm波段).