不同背场的GaAs基单结太阳能电池伏安特性及分析

作     者：谢波实 代盼 罗向东 陆书龙 Xie Boshi;Dai Pan;Luo Xiangdong;Lu Shulong

作者机构：南通大学江苏省专用集成电路设计重点实验室江苏南通226019 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所江苏苏州215123 

基　　金：国家自然科学基金(61474067 61176128 61376091 61534008) 交通运输部科技计划(2013319813100) 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2017年第37卷第2期

页      码：226-233页

摘      要：介绍了GaAs基太阳能电池的原理、等效电路及性能参数,基于集成电路工艺与器件计算机辅助工艺设计(TCAD)仿真工具,设计了背场分别为InAlGaP和InAlP的两种GaAs基太阳能电池,并对其结构和性能进行仿真。同时,通过分子束外延(MBE)设备制备了这两种太阳能电池,并测试了其伏安(IV)特性。在考虑并联电阻和串联电阻对太阳能电池伏安特性的实际影响后,仿真结果与实验结果基本一致。重掺杂(原子浓度为2×1018 cm-3)的InAlGaP作为GaAs太阳能电池背场时,伏安特性曲线是典型的太阳能电池的伏安特性。重掺杂(原子浓度为2×1018 cm-3)的InAlP作为GaAs太阳能电池背场时,伏安特性曲线呈现"S"形变化。分析结果表明,背场与基层形成漂移场,加速了光生少子在电池中的输运,提高了光生电流,同时,背场将光生少子反射回有源区,降低了背表面的复合概率。当InAlP作为背场时,由于异质结的存在,影响了载流子的运输,在较小的偏压下,载流子主要通过隧道效应越过势垒,在较大的偏压下,载流子主要通过热电子发射越过势垒,因此伏安特性曲线呈现"S"形变化。

主 题 词：光学器件 太阳能电池 砷化镓 背场 

学科分类：0810[工学-土木类] 0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 081001[081001] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/AOS201737.0223002

馆 藏 号：203218055...