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InGaN多结太阳能电池仿真研究

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当前太阳能电池存在的一个普遍缺点是转换效率偏低，尤其是对于卫星、宇宙飞船等太空中的应用，由于场地面积非常有限，所以采用高转换效率的太阳能电池带来的好处是不言而喻的。目前高转换效率太阳能电池的研究热点是多结太阳能电池，也叫串联式太阳能电池，InGaN通过改变In组份可以实现禁带宽度从0.7 eV到3.4 ev的连续变化，这点非常适合制作多结太阳能电池，而且有实验表明InGaN具有比GaAs更强的抗辐照特性，更适合太空应用。
　　 本文介绍了太阳能电池的一些基础知识，对GaN和InGaN的材料参数及InGaN多结太阳能电池结构进行了深入的研究。主要研究内容包括：⑴关于GaN和InGaN材料折射率参数n和消光系数k的模型，本文通过学习和改进以往模型，建立了与实验数据更相符的n和k的模型。同时，本文重新拟合了GaN和InGaN材料电子低场迁移率模型中的参数，使其与实验结果更接近。⑵分别建立了InGaN单结、双结和三结太阳能电池结构模型，并利用Silvaco Atlas软件对其进行了仿真及结果分析，在AM1.5太阳光谱1倍光强下，分别实现了24.6％、32％和36％的高转换效率，同时对各结构太阳能电池进行聚光下仿真，转换效率都有明显提升，最后分析了少子寿命的影响，得出适当提高少子寿命会使转换效率有较明显提升的结论。

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