随着我国经济的高速发展和生活水平的提高，生产和生活所需的用电量愈来愈多。太阳能作为一种新型的绿色的可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点。因此，太阳能的利用越来越受到人们的重视。太阳能光伏发电技术的应用也更是受到人们普遍的关注。1太阳能电池的模拟主要有四种方法：一是光学模拟法（Ray tracing），二是三维器件模拟法（SYNOPSYS），三是电路模拟法（SPICE），四是软件模拟法（AMPS-1D、SCAPS、PC1D、wxAMPS）。

AMPS-1D（A One-Dimensional Device Simulation Program for the Analysis of Microelectronic and Photonic Structrues）软件，即一维光电子和微电子器件结构分析模拟程序。它是由美国宾夕法尼亚州立大学电子材料工艺研究实验室提供的一维固体器件模拟软件。它采用牛顿-拉普拉斯方法在一定边界条件下数值求解联立的泊松方程、电子和空穴的连续性方程，可以计算光伏电池、光电探测器等器件的结构与输运物理特性。AMPS的主要用途是来研究材料性质（如带隙、亲和势、掺杂浓度、迁移率、体内和表面能带状态缺陷分布）以及材料的设计及结构如何影响器件的物理特性，以及器件对光、偏压以及温度的影响。2wxAMPS是由南开大学的刘一鸣等人在AMPS软件强大模拟功能的基础上改进而来。3根据wxAMPS以上特点及可观的应用前景，本毕业论文将进一步对其进行研究。着重研究材料特性对太阳能电池性能的影响，改变材料性能参数，研究这些性能对太阳能电池输出特性的影响。

太阳能电池的工作原理：

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转换成电能的装置。当太阳光线照射到由P、N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，一部分光子被硅材料吸收，并且光子把能量传递给硅原子，从而使电子发生了跃迁，导致新的空穴#8212;#8212;电子对的形成。随后，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，形成内建静电场。4

能够产生光伏效应的材料有许多种，像单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒铟铜等，并且它们的发电原理基本相同。5而单晶硅和多晶硅太阳能电池组件目前占据了光伏市场的80％-90％，这是因为与那些新兴技术相比，这些太阳能电池的稳定性、坚固性和可靠性更高。6

影响太阳能电池转换效率的因素很多，其中半导体材料禁带宽度与它的关系最为直接。7原因主要有以下几点。首先，禁带宽度与最大光生电流即短路电流的大小有着密切的联系。只有那些能量比禁带宽度大的光子才能在半导体中产生电子#8212;#8212;空穴对，从而形成光生电流。所以，材料禁带宽度小，获得的短路电流就大；禁带宽度大，获得的短路电流就小。但禁带宽度太小也不适合，因为能量大于禁带宽度的光子在激发出电子#8212;#8212;空穴对后剩余的能量转变为热能，从而降低了光子能量的利用率。其次，禁带宽度又与开路电压的大小有关，又因为开路电压的大小和P-N结反向饱和电流的大小成反比，所以禁带宽度越大，反向饱和电流越小，开路电压越高。所以，在模拟太阳能电池中，研究禁带宽度的变化是一个不可缺少的过程。