【正文】 e x=10 electrode name=anode backside structure outf= go atlas set contact material to be opaque 設置接觸材料為不透明的 material material=Aluminum =1000 material material=amorphus silicon taun0=1e6 taup0=1e6 set light beam using solar spectrum from external file（設置從外部射入的太陽能光譜參數(shù)） beam num=1 = = angle= = saves optical intensity to solution files 將光強度記錄到處理文件中 output models conmob fldmob srh print solve 南通大學畢業(yè)設計（論文） 26 get short circuit current 獲得短路電流 log outf= solve b1= extract name=short_circuit_current max(abs(i.cathode)) save outf= get open circuit voltage 獲得開路電壓 solve init contact name=cathode current solve icathode=0 b1=1e15 extract name=open_circuit_voltage max(abs(vint.cathode)) save outf= tonyplot set 仿真結果顯示結構為 南通大學畢業(yè)設計（論文） 27 非晶硅薄膜太陽能電池 PIN單元結構 第二 運行 ATLAS 的光譜響應 go atlas SECOND ATLAS RUN FOR SPECTRAL RESPONSE 運行第二個 ATLAS 的光譜響應 set contact material to be opaque 設置接觸材料不是透明 material material=Aluminum =1000 material material=Silicon taun0=1e6 taup0=1e6 set monochromatic light beam for spectral analysis 為單色光束的頻譜分析 beam num=1 = = angle= saves optical intensity to solution files 保存光強度到解決方案 南通大學畢業(yè)設計（論文） 28 output models conmob fldmob srh print spectral response 光譜響應 solve init b1=0 log outf= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= solve b1=1 lambda= tonyplot set quit 南通大學畢業(yè)設計（論文） 29 電池輸出電流特性 從上圖 可以看出，隨著擴散深度的增加，電流強度 先增大，當擴散深度達到 m 左右時得到最大，然后隨著擴散深度的增加而逐漸減少； 南通大學畢業(yè)設計（論文） 30 參考文獻 [1] 馮垛生 ， 張淼，趙慧，林珊。太陽能發(fā)電技術與應用 [M].人民郵電出版社， 2022， 34 [2] 王長貴，王斯成。太陽能光伏發(fā)電實用技術 [M].北京工業(yè)出版社， 2022， 4647 [a3] 魏奎先，戴永年， 馬文會 等．太陽能電池硅轉換材料現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J]．輕金屬， 2022： 5256 [4] Zhao J H， Wang A H， Green M A， Electron Devices[M]， 1999， 46(10)： 1978～ 1983 [e5] 張曉丹，張發(fā)榮， 趙穎 等．半導體學報， 2022， 209～ 212 [6] 沐俊應，徐娟， 粱氏秋水 等．有機薄膜太陽能電池的研究進展 [J]．電子工藝技術， 2022， 2 8(2):93～96 [7] 蘇孫慶．多晶硅薄膜太陽能電池的研究進展 [J]．技術物理教學， 2022： 45～ 47 [8] 鐘文建．多晶硅太陽能電池工藝技術探討及應用前景分析 [J].陶瓷科學與技術， 2022， 39(5)： 3 6～40 [9] 靳銳敏，盧景霄，揚仕娥，等．溫度對非晶硅薄膜二次晶化的影響 [ J ]．電子元件與材料， 2022，24(8)： 4142． [10] 羅玉峰 太陽能光伏發(fā)電技術 [M],:27～ 31 [11] TANAKA R. NonCrystalline silicon cells prepared by a rapid liquid phase(RCPE)growth technique[J].Progress in Batteries and Solar Cell,1992. [12] HANAK JJ. The study of optical properties of amorphous thin films of mixed oxides In 2O3SnO2 system,deposited by coevaporation[J].Noncrystal. Solid,. [13] DALAL VL,Electrical properties of hydrogenated amorphous GeO,。Hx films[J],IEEE Trans on Electron Devices,1990,27(4)。662. 南通大學畢業(yè)設計（論文） 31 致 謝 值此論文完成之際，衷心地向我的 導師 王強 老師 表示崇高的敬意和深深的感謝。從論文的選題、構思到撰寫及修改完成都凝聚了導師大量的心血和汗水。導師淵博的知識，嚴謹與實事求是的治學態(tài)度，孜孜不倦的工作作風、高尚的師德和謙遜的人品以及對學生至真至誠的關懷和諄諄教導，學生將終生銘記。 同時，我衷心感謝 在大學四年的 學習期間各位 任課老師對我的教育和培養(yǎng)，感謝南通大學電子信學院所有領導、老師 以及各位同學的關懷和幫助。 另外， 我要 深深感謝我的父母，他們的督促與鼓勵是我最大的動力，是他們的愛和支持使我能夠克服各種困難并最終完成本文。家人的愛永遠是我此生最寶貴的財富 ! 最后，對在百忙之中對我的論文進行評審并提出寶貴意見的各位專家、教授致以誠摯的謝意。 南通大學畢業(yè)設計（論文） 32 南通大學畢業(yè)設計（論文）立題卡 課題名稱 薄膜半導體太陽能電池光電效應 出題人 王強 課題表述（簡述課題的背景、目的、意義、主要內容、完成課題的條件、成果形式等） 本課題是是設計一個非晶硅薄膜太陽能電池單元。 非晶硅光伏電池是薄膜光伏電池中最成熟的產(chǎn)品，非晶硅光伏電池雖然在轉 換效率方面略遜于晶體硅光伏電池，但其制造成本低廉 能耗小，這是晶體硅光伏電池所不能比的 。本課題首先分析了硅薄膜太陽能電池的輸出特性，然后根據(jù)其特性設計了一個鋁 薄膜 鋁非晶硅薄膜太陽能電池單元。設計完成后運用 SILVACO— TCAD 軟件對此結構進行建模、仿真并分析此結構中 PN 結 特性 對光電流的影響 。 本課題在深入理解了相關理論基礎知識后，通過仿真工具，建立相關結構模型，并分析此結構的性能。 課題 來源 課題類別 該課題對學生的要求 了解太陽能電池的發(fā)展歷史以及現(xiàn)在的發(fā)展情況，然后通過查閱資料了 解太陽能電池工作的基本原理，了解哪些因素會影響太陽能電池的工作效率，然后自行設計一非晶硅薄膜太陽能電池，并通過 EDA軟件 TCAD對自己設計的太陽能電池進行仿真。 教研室意見 教研室主任簽名： ______________ ________年 ________月 ________日 學院意見 同意立題（ ） 不同意立題（ ） 教學 院長簽名： ______________ ________年 ________月 ________日 注： 此表一式三份，學院、教研室、學生檔案各一份。 課題來源是指： ， ， 3. 其他。 課題類別是指： ， 。 教研室意見：在組織專業(yè)指導委員會審核后，就該課題的工作量大小，難易程度及是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標和要求等內容提出具體的意見和建議。 南通大學畢業(yè)設計（論文） 33 學院可根據(jù)專業(yè)特點，可對該表格進行適當?shù)男薷摹? 南通大學畢業(yè)設計（論文） 34 南 通 大 學 畢業(yè)設計（論文）任務書 題目 薄膜太陽能電池光電特性的研究 學 生 姓 名 葛濤 學 院 電子信息 專 業(yè) 集成電路設計與制造 班 級 集成 062 學 號 0611002070 起 訖 日 期 2022410—— 2022524 指導教師 王強 職稱 教授 發(fā)任務書日期 年 月 日 南通大學畢業(yè)設計（論文） 35 課題的內容和要求 （研究內容、研究目標和解決的關鍵問題） 本課題主要研究硅半導體太陽能電池的性能參數(shù)，了解太陽能電池單元結構，并能夠通過有關資料設計出一件非晶硅薄膜太陽能電池單元，并且能夠在設計完成后運用 SILVACO— TCAD 軟件對此結構進行建模、仿真并分析此結構中PN 結 特性 對光電流的影響 。以此 理論基礎能夠分析出設計此太陽能電池參數(shù)時需要注意哪些環(huán)節(jié) 課題的研究方法和技術路線 本課題在深入理解了相關理論基礎知識后。通過 運用 SILVACO— TCAD 工具 軟件 模擬出非晶硅太陽能電池單元結構，并且設置外部參數(shù)，分析此電池單元結構中 PN 結結構的特性對光電流的影響，并分析如何改進。 基 礎 條 件 南通大學畢業(yè)設計（論文） 36 具有較好的相關理論基礎（主要是半導體器件物理和集成電路設計技術），具備一定的建模仿真，分析能力。能夠熟練的運用 SILVACO— TCAD 工具軟件 對非晶硅薄膜太陽能電池進行建模仿真。 參 考 文 獻 本課題必須完成的任務 南通大學畢業(yè)設計（論文） 37 研究硅半導體太陽能電池的性能參數(shù)，了解太陽能電池單元結構，并能夠通過有關資料設計出一件非晶硅薄膜太陽能電池單元，并且能夠在設計完成后運用SILVACO— TCAD 軟件對此結構進行建模、仿真并分析此結構中 PN 結 特性 對光電流的影響 。 成 果 形 式 通過 SILVACO— TCAD軟件對 非晶硅薄膜太陽能電池單元結構 結構進行 圖形仿真并分析此結構中 PN 結 特性 ，以及 對光電流的影響 。 進度計劃 起訖日期 工作內容 備 注 － 查閱中外參考文獻， 翻譯一份英文資料。 － 消化吸收參考文獻及資料，撰寫畢業(yè)設計開題報告。 3 月 17 日 上交開題報告 － 學習太陽能電池結構并學會如何使用 TCAD 軟件的實現(xiàn)。 － 完成開題答辯 － 準備畢業(yè)設計中期檢查。 5 月 2 日前 完成中期檢查