新型无p层InGaN肖特基太阳能电池的仿真研究
光学
2016-05-20 v1
摘要
在下一代高效率太阳能电池的发展道路上，三元氮化铟镓(InGaN)合金是一个良好的候选材料，因为它允许通过改变铟组分覆盖整个太阳光谱。然而，InGaN太阳能电池主要结构的选择至关重要。获得高效率需要改善光吸收和光生载流子收集，这取决于各层参数，包括铟组分、p型和n型掺杂、器件几何结构等。不幸的是，InGaN的主要缺点之一与其p型掺杂有关，这非常难以实现，因为它涉及难以掌控的复杂工艺过程，并严重影响层的质量。本文中，使用最真实的模型对基于InGaN p-n结(PN)和p-i-n结(PIN)的太阳能电池进行了数值研究，并通过数学上严谨的多变量优化方法进行优化。该分析得出PN和PIN结构的最佳效率分别为17.8%和19.0%。它还提出、分析和优化了无p层InGaN肖特基太阳能电池(SBSC)：肖特基结构和一种新的MIN结构，其最佳效率显示比传统结构略高：分别为18.2%和19.8%。研究了所提出的每种电池各参数所允许的容差。结果表明，新的MIN结构在层厚度和掺杂方面表现出最宽的容差。除了无p层外，这是MIN结构的另一个优势，因为它意味着更好的可靠性。因此，这些新型InGaN SBSC被证明是传统结构的替代方案，其能够在去除InGaN的p型掺杂的同时，提供至少可与标准多层PN或PIN结构相媲美的光伏(PV)性能。
引用
@article{arxiv.1605.05936,
title = {Simulation study of a new InGaN p-layer free Schottky based solar cell},
author = {Abdoulwahab Adaine and Sidi Ould Saad Hamady and Nicolas Fressengeas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.05936},
year = {2016}
}
备注
Superlattices and Microstructures, Elsevier, 2016