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晶体硅太阳电池的数值模拟与参数优化摘要本论文详细论述了先进的晶体硅太阳电池多维数值模拟方法，从光学、半导 体和电路三方面的性质入手分析各种参数对电池输出性能的影响，使用多物理场 模拟软件Comsol的RF模块对Si/SiO2/Al结构进行了光学性质的模拟，并结合 实验数据，对传统结构太阳电池的前栅线设计进行了模拟和参数优化第一章简单介绍了晶体硅太阳电池的器件物理和转换效率的限制因素，之后 引出数值模拟的基本方法，研究现状以及在太阳电池研发中起到的重要作用光 学、半导体和电路性质是太阳电池密不可分的三个部分，这三方面的模拟也始终 贯穿于本文第二章首次在国内建立了一套适用于商品化太阳电池全尺寸多维数值模拟 的方法，研究了如何使用Sunrays, Sentaurus和Pspice来进行太阳电池及组件的 模拟和参数优化在这一领域和以往的模拟方法相比，该方法主要优点在于使用 精确的半导体器件模拟软件Sentaurus来获取微单元的JV特征曲线,避免了使用 双二极管模型的单纯电路模拟引起的误差；另外该方法可扩展至光伏组件性能的 模拟为了方便进行模拟，在本章作者还编写了三个模拟辅助工具，使我们可以 在模拟程序中方便输入太阳电池和组件的各个参数。

第三章分析了影响模拟准确性的因素，指出了 Sunrays模拟的光生载流子速中山大学博士学位论文陷能级d）晶体硅的表面同样也存在大量的缺陷而导致载流子复合，这一复合可以 用SRH模型来描述，当假设这些表面复合中心在Ec和Ev之间连续分布时，其 表面复合速率可用式（1-5）来描述⑴u P -n2）v E D （E ）S = -y2- = s s i sh it T d（E ） （ 1-5 ）其中，”和Ps是表面处电子和空穴的浓度，是缺陷的表面界面密度，仍是本 征态电子/空穴浓度比通过各种介质膜进行钝化，降低表面复合速率，已成为 太阳电池中的一个重要课题电阻损失包括串联电阻和并联电阻两大部分并联电阻通常是由栅线下的 p-n结漏电和边缘漏电引起的，可以通过优化烧结和刻边工艺避免串联电阻的 情况则要复杂一点，如图1-7所示，主要由Si的体电阻（"）、前后电极的接触 电阻（％和小）、发射极电阻（％）、细栅电阻⑴）、主栅电阻（ms）和焊接带电 阻（nab）组成Ansgar Mette使用解析的方法计算了这些串联电阻的组成，详情 见参考文献[1] o本论文第四章则使用模拟的方法针对前栅线串联电阻损失和遮 光损失进行了分析。

图1-7太阳电池串联电阻的组成⑴中山大学博士学位论文return (TRUE);//Is this a valid directory ?BOOL dir_isvaliddir(LPCTSTR path) (DWORD dwAttrib;dwAttrib = GetFileAttributes(path);if (dwAttrib == -1) { return(FALSE);)if (dwAttrib & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY){ return (TRUE);)return(FALSE);)string UpToLow(string str) {for (int i=0;i= 0x41 && str[i] <= 0x5A)str[i] = str[i] + 0x20;return str;)void CSunraysConvDlg::OnShowHelp() (// TODO: Add your control notification handler code hereMessageBox(M 1 .select finished *・jb files\n2.select output direc tory\n3.press convert11, nSunraysConv Helpn,MB_ICONQUESTION);void CSunraysConvDlg::OnRadiol()(// TODO: Add your control notification handler code hereHWND hw_chk = ::GetDlgItem(m_hWnd,IDC_CHECK2);::SetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE,GetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE)AWS_DISA BLED);hw_chk = ::GetDlgItem(m_hWnd,IDC_CHECK3);::SetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE,GetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE)AWS_DISA BLED);hw_chk = ::GetDlgItem(m_hWnd,IDC_CHECK5);::SetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE,GetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE)AWS_DISA BLED);Invalidate(FALSE);void CSunraysConvDlg::OnRadio2()(// TODO: Add your control notification handler code hereHWND hw_chk = ::GetDlgItem(m_hWnd,IDC_CHECK2);::SetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE,GetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE)|WS_DISA BLED);hw_chk = ::GetDlgItem(m_hWnd,IDC_CHECK3);::SetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE,GetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE)|WS_DISA BLED);hw_chk = ::GetDlgItem(m_hWnd,IDC_CHECK5);-96-附录一::SetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE,GetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE)|WS_DISA BLED);Invalidate(FALSE);)void CSunraysConvDlg::OnRadio3()(// TODO: Add your control notification handler code hereHWND hw_chk = ::GetDlgItem(m_hWnd,IDC_CHECK2);::SetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE,GetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE)|WS_DISA BLED);hw_chk = ::GetDlgItem(m_hWnd,IDC_CHECK3);::SetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE,GetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE)|WS_DISA BLED);hw_chk = ::GetDlgItem(m_hWnd,IDC_CHECK5);::SetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE,GetWindowLong(hw_chk,GWL_STYLE)|WS_DISA BLED);Invalidate(FALSE);)-97-中山大学博士学位论文附录二 Comsol RF module 模拟 Si/SiOz/Al 反射率的代码(planar.m)function planartl=clock;% datasheet for storage of postprocessing dataIl=zeros (46, 41);I2=zeros (46,41);I3=zeros (46,41);I4=zeros (46,41);Rp=zeros (46, 41);Rs二zeros (46, 41);% database of wavelength and refractive indexparameter=[O. 0000008, 3. 681-i*0. 00541126806512444, 1. 53837419535204, 2. 75872-i*8. 45447；・・・0*00000081, 3. 674—i*0.00499547577629686, 1. 53817598139757, 2. 77152—i*8.39442;...0. 00000082, 3. 668-i*0.00461342433540477, 1. 53797776744309, 2. 76124-i*8. 33923;...0. 00000083, 3. 662-逐0. 00427338979948894, 1. 53777955348862, 2. 729577*8. 29111;...0. 00000084,3. 656-i*0.00395054399742703,1.53760366474938,2.67814-i*8. 25078;...0. 00000085, 3. 65—i*0.00361878551855197, 1. 53743836434267, 2. 60852-i*8.21845;...0. 00000086, 3. 644-i*0.00328495802541672, 1. 53727582089552, 2. 52229-i*8. 1948;...0. 00000087, 3. 638-i*0・ 0029908396905829, 1. 53711327744837, 2. 42175-i*8. 18477;...0. 00000088, 3. 632-i*0. 00268207910098462, 1. 53695073400123, 2. 30994-i*8. 19666;...0. 00000089, 3. 626-i*0. 00242926147388314, 1. 53678819055408, 2. 19065-i*8. 23351;...0. 0000009, 3. 62-i*0. 0021915635663754, 1. 53662564710693, 2. 06819-i*8.29023;...0. 00000091, 3. 614-i*0. 0019697015757053, 1. 53646310365978,1. 94641-i*8. 36121;...0. 00000092, 3. 608-i*0. 00175707057173452, 1. 53630056021264, 1. 82829-i*8. 45187;...0. 00000093, 3. 602-i*0. 00155414801929236, 1. 53613801676549, 1. 717-i*8.57131;...0. 00000094, 3. 597-i*0・00136889166553339, 1. 53597547331834, 1. 61676-i*8. 71874;...0. 00000095, 3. 592-i*0. 00118689798810781, 1. 53581292987119, 1. 53202-i*8. 87906;...0.00000096,3.587-i*0. 00102368459396707, 1.53565038642404,1. 4。