【正文】 層內(nèi)，空穴濃度大于電子濃度，在i層和n層內(nèi)，電子的濃度大于空穴濃度。圖48 施主型雜質(zhì)典型濃度能級(jí)圖與圖42對(duì)比可以知道，摻入施主型雜質(zhì)時(shí)，導(dǎo)帶在i層和n層區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)帶能級(jí)更接近費(fèi)米能級(jí)，價(jià)帶的能級(jí)更遠(yuǎn)離費(fèi)米能級(jí)。且在p/i界面處有大的能級(jí)變化。圖49 施主型雜質(zhì)濃度與短路電流密度間的關(guān)系如圖49所示隨著摻雜濃度的提高，短路電流密度不斷的下降，圖形所示結(jié)果與式44所描述結(jié)果完全吻合。圖410 施主型雜質(zhì)濃度與開(kāi)路電壓間的關(guān)系如圖410可知，隨著施主型雜質(zhì)濃度的升高，太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓不斷的降低。該變化趨勢(shì)與式45所描述結(jié)果一樣。圖411 施主型雜質(zhì)濃度與轉(zhuǎn)換效率間的關(guān)系如圖411可知，隨著施主型雜質(zhì)濃度的升高，太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率不斷的降低。圖412 施主型雜質(zhì)濃度與填充因子見(jiàn)的關(guān)系如圖412可知，隨著施主型雜質(zhì)濃度的升高，太陽(yáng)能電池的填充因子先降低后升高。由于圖49到圖412中描述的太陽(yáng)能電池的各個(gè)參數(shù)的變化規(guī)律在受主型摻雜中已經(jīng)做了分析，而兩種摻雜滿足相同的規(guī)律，因此就不再做詳細(xì)的分析。 兩種摻雜濃度對(duì)太陽(yáng)能電池性能影響的對(duì)比分析圖413 兩種摻雜在不同濃度下短路電流密度對(duì)比圖由圖413所描述的是短路電流密度在不同類型的摻雜情況下隨摻雜濃度變化的關(guān)系，由圖可知隨著兩種摻雜濃度的提高，短路電流密度均在減小，但是受主型摻雜減小幅度小于施主型摻雜。通過(guò)林鴻生前輩等的研究知道，在電池內(nèi)部的電荷分布圖如圖414所示。圖414 電池空間正負(fù)電荷分布圖，其中（）為正電荷，（+）為負(fù)電荷通過(guò)圖414以及上面的載流子分布圖我們可以知道，在電池內(nèi)部，大部分的載流子均是集中在p/i界面和i/n界面的，并且p/i界面集中的是正電荷，i/n界面集中的是負(fù)電荷。且正電荷的量多于負(fù)電荷的量。當(dāng)有陽(yáng)光照射到電池上時(shí)，在電池的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)，電場(chǎng)的分布情況如圖415，圖416。圖415 受主型雜質(zhì)典型濃度下電場(chǎng)分布圖圖416 施主型雜質(zhì)典型濃度下電場(chǎng)分布圖通過(guò)對(duì)比上面兩副電場(chǎng)分布圖可以知道，兩張圖片均是p層內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度要大于n層內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，主要是因?yàn)樘?yáng)光是從p端進(jìn)入電池的，當(dāng)向i層摻入受主型雜質(zhì)時(shí)由上面的電場(chǎng)強(qiáng)度的分布圖可以知道在i/n界面產(chǎn)生反向電場(chǎng)，當(dāng)向i層中摻入施主行雜質(zhì)時(shí)，在p/i界面產(chǎn)生反向電場(chǎng)[12]，而且施主型的反向電場(chǎng)大于受主型摻雜的反向電場(chǎng)。因?yàn)樵诜蔷Ч柚休d流子的運(yùn)動(dòng)是漂移運(yùn)動(dòng)，而漂移完全是靠電場(chǎng)的作用，漂移速度與電場(chǎng)的關(guān)系如式48。（48）由式48可知電場(chǎng)越大，載流子的漂移速度越大，速度越大則載流子到達(dá)p層和n層的時(shí)間越短，載流子的復(fù)合也機(jī)會(huì)也就越小，因此電場(chǎng)對(duì)載流子的收集起著決定性的作用。因?yàn)楣馐菑膒層進(jìn)入，大部分光在i層被吸收，到達(dá)n層的光線非常的有限，因此在p/i界面的電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)載流子的收集的影響大于i/n界面，所以如圖413所示，摻入受主雜質(zhì)的最終電流密度會(huì)大于摻入施主雜質(zhì)的電流密度。n 本征層厚度對(duì)太陽(yáng)能電池性能影響的分析圖417 本征層厚度與短路電流密度間的關(guān)系由圖417可以知道，隨著本征層厚度的不斷增加，短路電流密度先增加后降低。圖418 本征層厚度與開(kāi)路電壓間的關(guān)系由圖418可以知道隨著本征層厚度的不斷增加，開(kāi)路電壓不斷的增加，最后趨于平穩(wěn)。圖419 本征層厚度與轉(zhuǎn)換效率間的關(guān)系由圖419可知隨著本征層厚度的不斷增加，轉(zhuǎn)換效率先增加后減小。圖420 本征層厚度與填充因子間的關(guān)系由圖420可以知道隨著本征層厚度的不斷增加，填充因子先增加后減小。由表37中的數(shù)據(jù)我們可以得到圖41圖41圖419和圖420所示本征層厚度與各個(gè)性能參數(shù)間的關(guān)系。由圖417可以知道，短路電流密度隨著本征層厚度的增加先增加后減小，其原因是因?yàn)楫?dāng)本征層厚度還比較小的時(shí)候，內(nèi)建電場(chǎng)隨著本征層厚度的增加而增加，因此短路電流密度也增加。當(dāng)厚度增加到一個(gè)臨界值時(shí)便開(kāi)始減小，則短路電流密度也隨之減小。由圖418所示隨著本征層厚度的增加，開(kāi)路電壓不斷的增加，主要是因?yàn)殡S著本征層厚度的增加p/i界面和i/n界面勢(shì)壘不斷增加，因此開(kāi)路電壓不斷的增加。由于短路電流的變化幅度大于開(kāi)路電壓的變化幅度，因此短路電流密度對(duì)轉(zhuǎn)換效率的影響大于開(kāi)路電壓的影響，所以轉(zhuǎn)換效率也是先增加后減小。填充因子FF隨著摻雜濃度的增加先增加后減小。 本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容是對(duì)摻雜濃度對(duì)太陽(yáng)能電池性能影響模擬的分析和本征層厚度對(duì)太陽(yáng)能性能影響模擬的分析。其中摻雜的影響又可以分為施主型雜質(zhì)摻雜和受主型雜質(zhì)摻雜，對(duì)于每一種摻雜類型分別取了51015到51021這七個(gè)濃度進(jìn)行模擬。而對(duì)本征層厚度對(duì)太陽(yáng)能電池性能影響的模擬主要是考慮在不同本征層厚度的情況下太陽(yáng)能電池的各個(gè)參數(shù)于本征層厚度的關(guān)系。對(duì)于摻雜濃度的影響，分別分析了摻入不同濃度的施主型雜質(zhì)和摻入不同濃度的受主型雜質(zhì)時(shí)太陽(yáng)能電池的短路電流密度、開(kāi)路電壓、填充因子和轉(zhuǎn)換效率的變化，以及其變化原因。然后對(duì)比了兩種摻雜類型的短路電流密度的變化趨勢(shì)及原因。通過(guò)研究知道，兩種摻雜均使短路電流密度和轉(zhuǎn)換效率減小，填充因子則都是先減小后增加，而對(duì)于開(kāi)路電壓則是摻受主型雜質(zhì)時(shí)增加，摻施主型雜質(zhì)減小。對(duì)于本證層厚度對(duì)太陽(yáng)能電池的影響，主要是通過(guò)對(duì)比不同本征層厚度所對(duì)應(yīng)的短路電流密度、開(kāi)路電壓、填充因子和轉(zhuǎn)換效率的變換趨勢(shì)和原因。通過(guò)研究知道，隨著厚度的增加短路電流密度、轉(zhuǎn)換效率和填充因子均是先增加后減小，而開(kāi)路電壓則是一直在增加。第5章結(jié)論本文采用AMPS1D模擬研究了pin結(jié)構(gòu)的aSi：H薄膜太陽(yáng)能電池的各種性能。通過(guò)設(shè)置本征層厚度和摻雜濃度的不同參數(shù)，得到太陽(yáng)能電池的性能與改變參數(shù)的關(guān)系最終找出了提高太陽(yáng)能電池性能的方法。對(duì)于本征層厚度，短路電流密度可以知道，當(dāng)厚度在550nm左右時(shí)其短路電流最大，同時(shí)其轉(zhuǎn)換效率也最大。開(kāi)路電壓在厚度達(dá)到200nm后變化不是很大，但是超過(guò)500nm時(shí)就有下降的趨勢(shì)，因此應(yīng)該合理的取舍其厚度，以實(shí)現(xiàn)最佳的轉(zhuǎn)換效率和其他的所需性能。對(duì)于摻雜濃度，由研究可以知，在本征層中摻雜對(duì)提高非晶硅太陽(yáng)能電池的性能沒(méi)有作用，相反會(huì)降低其性能，因此應(yīng)該盡量的減小本征層中的摻雜。第6章總結(jié)與體會(huì)通過(guò)這次畢業(yè)論文的撰寫，我結(jié)合自己在大學(xué)四年時(shí)間里所學(xué)的知識(shí)，經(jīng)過(guò)較為全面地梳理，鞏固了自己大學(xué)本科階段學(xué)習(xí)的材料專業(yè)的知識(shí)有了一個(gè)全面的梳理，同時(shí)培養(yǎng)并發(fā)展了自己的一定學(xué)術(shù)研究能力，包括研究問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)的意識(shí)，認(rèn)真、仔細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)、肯下功夫進(jìn)行獨(dú)立思考鉆研的學(xué)術(shù)研究精神，較好的資料收集、整理材料、觀點(diǎn)整合的能力，較強(qiáng)的運(yùn)用已學(xué)知識(shí)去解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力，以及利用全面的、發(fā)展的、聯(lián)系的觀點(diǎn)，思考分析問(wèn)題的能力，較好的邏輯推斷思辨的能力，較好的語(yǔ)言組織，較為流暢的論文撰寫的書面表達(dá)能力，為自己今后的進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和以后的工作，積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這次論文撰寫不僅提高了我各方面的能力還讓我知道現(xiàn)在太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)況。在準(zhǔn)備這次論文的寫作，我通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找了許多相關(guān)的信息，讓我接觸了許多太陽(yáng)能方面的論壇，在這些論壇上我認(rèn)識(shí)了一些熱心人幫我解答問(wèn)題，真的是讓我了解了很多自己所學(xué)專業(yè)的知識(shí)。總之，這次畢業(yè)論文的撰寫雖然沒(méi)有在實(shí)驗(yàn)室作實(shí)驗(yàn)成功的那種喜悅，但卻讓我看到了很多在自己專業(yè)方面的很新的知識(shí)，真的是受益匪淺。致謝四年的讀書生活將在這個(gè)炎熱的季節(jié)劃上一個(gè)句號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開(kāi)始?，F(xiàn)在回想這四年的求學(xué)生涯，雖然走得辛苦卻也收獲滿囊。這篇畢業(yè)論文將是我大學(xué)生活的最后一份作業(yè)，它的而完成就意味著我的大學(xué)生活，也就是我的學(xué)生生活得結(jié)束，希望我可以為我的大學(xué)生活畫上一個(gè)完美的句號(hào)。首先我要向老師表示最誠(chéng)摯的感謝。在他嚴(yán)格的要求、富有啟發(fā)性的指導(dǎo)下，我順利地完成了本征層厚度及摻雜對(duì)aSi太陽(yáng)電池性能影響的模擬研究。彭啟才老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的處事方式和對(duì)工作的執(zhí)著精神給我留下了深刻的印象。雖然他工作一直很忙，但還是給予了我悉心的關(guān)懷和精心的指導(dǎo)，使我在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程開(kāi)闊了視野，能夠刻苦鉆研，時(shí)刻不敢放松自己，這些都為我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)他還對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)給出了許多建設(shè)性的意見(jiàn)。通過(guò)完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我熟悉了太陽(yáng)電池的基本結(jié)構(gòu)和基本原理以及影響其性能的一些因素。提高了自己的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)能力，綜合分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。還要感謝學(xué)校及學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我的教育培養(yǎng)，你們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，為我學(xué)習(xí)和寫作提供了優(yōu)越的環(huán)境。在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬來(lái)表達(dá)我的感激之情。此外，我還要感謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們，在他們的幫助下，我才能集思廣益，順利的完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。圖表1