使用二维数值模拟研究ZnMgO/μc-Si薄膜太阳能电池

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 微晶 (μc-Si) 薄膜太阳能电池对于降低光伏成本至关重要.
• 优化ZnMgO/μc-Si接口是提高太阳能电池效率的关键.

研究的目的:

• 开发和介绍一个全面的数值模型,以优化ZnMgO/μc-Si太阳能电池.
• 分析各种参数对太阳能电池性能指标的影响.

主要方法:

• 一个数字模型,结合水平和垂直的谷物边界 (GBs) 与高斯分布的陷状态.
• 关键参数的模拟:ZnMgO发射器中的度,厚度和兴奋剂.
• 在μc-Si吸收器中分析GB诱导的重组.

主要成果:

• 在ZnMgO中最优的Mg度被发现为20%,在这个点以后的回报会减少.
• 颗粒边界重组显著降低性能;较小的颗粒大小和较高的陷密度 (超过10^11 cm^-2) 会导致急剧下降.
• 最佳的ZnMgO发射器参数是~100纳米厚度和~5x10^16cm^-3的兴奋剂.
• 在优化条件下,实现了~14.3%的最大模拟效率.

结论:

• 开发的模型为优化ZnMgO/μc-Si太阳能电池设计提供了一条途径.
• 控制谷物边界特性和优化发射器特性对于高效设备至关重要.
• 该模型与以前的结果的验证证实了它对未来研究的可靠性.