论文总字数：20346字

摘 要

当今社会，随着化石能源的渐渐枯竭，太阳能已经成为了替代传统化石能源的有效途径，太阳能电池越来越受到人们的关注。多晶硅太阳能电池作为太阳能电池的一种，其具有独特的物理性能，适合大面积加工，因而在太阳能产业中得到了非常广泛的应用，在最近的几年里越来越受到人们的关注。

本论文简单的介绍了多晶硅太阳能电池的概况以及原理，参考目前最新的研究文献，对多晶硅太阳能电池存在的优化作出合理的假设。本论文通过单结p-i-n型非晶硅薄膜太阳能电池进行物理建模，利用理论数值模拟分析的方法，对电池的结构进行优化设计。模拟分析各因素对多晶硅薄膜太阳电池性能的影响，通过对叠层电池厚度的改变，电池各结构中不同掺杂的改变，找出提高太阳电池光电转换效率的最佳参数，为改善太阳电池提供理论依据。

通过理论分析，我们得出以下结论：

1. 当电池p层厚度在30nm时，电池的转换效率最高；
2. p层参杂浓度为9×10*18cm^-3为最适宜浓度；

关键词：多晶硅 太阳能电池 转换效率

Theoretical modeling of polycrystalline silicon solar cell performance

ABSTRACT

Today's society,With the depletion of fossil fuels gradually,Solar has become an effective way to replace traditional fossil fuels,Solar is getting more and more people's attention.Polycrystalline silicon solar cells as a solar cell.Its unique physical properties,suitable for large area processing and thus get a very wide range of applications in the solar industry.In recent years, more and more people are welcome.

In this paper,an overview of polycrystalline silicon solar cells and principles made a brief introduction and refer to the current relatively new research results,polycrystalline silicon solar cells made possible the optimization of assumptions.In this paper,through physical modeling pin-type amorphous silicon thin-film singe junction solar cells,through using of theoretical numerical simulation methods,to optimize and design the structure of the battery. Simulation of the impact of various factors on the performance of polycrystalline silicon thin film solar cells,by changing the thickness of the laminated unit cells,each change to a different cell structure doped,in order to find the best parameters to improve the photoelectric conversion efficiency of solar cells,to provide a theoretical basis for improving solar cell.

Through theoretical analysis, we conclude that the conclusion:

1. When the thickness of the p-layer 30nm battery,conversion efficiency of the battery is highest;
2. p region doping concentration 9×10*18cm^-3 is the most suitable concentration;

Keywords:Polycrystalline silicon; solar cell; photoelectric conversion efficiency.

目 录

摘要...............................................................................................................................I

Abstract......................................................................................................................II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 太阳能电池的概述 2

1.3太阳能电池的优点 4

1.4 太阳能电池研究现状及其效率的提高 5

1.5 太阳能电池的材料 6

1.6 太阳能电池的主要参数 6

1.7 前景展望 8

第二章 多晶硅太阳能电池的性能 10

2.1 多晶硅太阳能电池的研究概况 10

2.2 多晶硅材料的特性 11

2.2.1 多晶硅的悬挂键及带隙 12

2.2.2 多晶硅薄膜性质的影响因素 14

2.3 多晶硅太阳能电池的结构及原理 14

2.3.1 多晶硅太阳能电池的结构 14

2.3.2 多晶硅太阳能电池的工作原理 15

2.4 研究的目的与意义 15

第三章 多晶硅太阳能电池的模拟分析 17

3.1 关于AMPS-1D 17

3.1.1AMPS-1D模拟计算软件简介 17

3.1.2AMPS-1D的原理和算法依据 17

3.1.3AMPS-1D的操作界面和参数设定 19

3.2 模型建立 20

3.2.1引用模型 20

3.2.2 p层厚度的变化对多晶硅太阳能电池的影响分析 21

3.2.3 p层掺杂浓度对多晶硅太阳能电池转换效率的影响分析 23

第四章 总结与展望 27

4.1 总结 27

4.1 展望 27

参考文献 29

致谢 31

第一章 绪论

1.1 引言

目前，我国的GDP每年都要以8%以上速度增长，以此来保证我国目前每年大约增涨的8%的高校毕业生的就业，这是一个关乎社会稳定的重大问题。然而现在看来制约我们社会经济发展的问题有许多，比如：高技术劳动力流失，技术的不先进，能源的短缺等等。前两种我们可以通过一系列政策的指引加以解决，但能源短缺问题却是我们不可避免的，也是全球各个国家所要面临的问题。据估算，石油可以再用40年，天然气可以再用120年，如果没有能源，经济发展就会遭遇到木桶效应，停滞不前。然而这些传统意义上的能源，不但被人们过渡的开发使用，导致这些能源即将消耗殆尽，而且使用过程中所产生的氮化物，碳化物，硫化物等都能够对环境造成一定程度的危害，比如说温室效应，使得南极的冰川融化而导致海平面上升，以及现在越来越严重的雾霾（PM2.5）问题，使得人们的出行不得不戴上口罩来防止生病等等。而这一些问题都是需要以高昂的代价才可以挽救回来的^[1]。

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