GaAs納米線陣列太陽能電池的設(shè)計與優(yōu)化

編號：CPJS05261

篇名：GaAs納米線陣列太陽能電池的設(shè)計與優(yōu)化

作者：劉開賢 ;藺吉虹 ;史建華 ;田少華

關(guān)鍵詞：太陽能電池 砷化鎵納米線 有限時域差分 光吸收 模擬

機(jī)構(gòu)： 中國傳媒大學(xué)理學(xué)院,北京100024

摘要： 為了得到納米線陣列太陽能電池的最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率,通過仿真計算對GaAs軸向pin結(jié)納米線陣列進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化.首先利用三維有限時域差分法分析了GaAs納米線陣列的光吸收特性,并對其直徑、密度等結(jié)構(gòu)參量進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化后的GaAs納米線陣列的光吸收率可達(dá)87.4%.在此基礎(chǔ)上,利用Sentaurus軟件包中的電學(xué)仿真模塊分析了電池的電學(xué)性能,并根據(jù)光生載流子在納米線中的分布,對軸向pin結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,最終優(yōu)化過的太陽能電池功率轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到17.6%.分析結(jié)果表明,通過鈍化處理以降低GaAs納米線的表面復(fù)合速率,可顯著提升電池的功率轉(zhuǎn)換效率,而通過減小納米線頂端高摻雜區(qū)域的體積,可減少載流子復(fù)合損耗,從而提高電池效率.該研究可為制作高性能的納米線太陽能電池提供參考.