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MIp~+-Al_xGa_(1-x)As/p-n-n~+-GaAs太阳电池的理论I-V特性

王履芳  涂洁磊  陈庭金  
【摘要】:本文对新型高效率复合结构太阳电池进行了理论设计。首先设计了该电池的能带结构:在其I/p~+-Al_xGa_(1-x)As结构的Ⅰ层表面引入固定负电荷,并用减反射膜覆盖,使其将p~+-Al_xGa_(1-x)As层的空穴吸引到表面,使得该表面的能带向上弯曲,构成阻止电子向表面运动的感应势垒。由此,将感应结MIp-Al_xGa_(1-x)As与p-n-n~+-GaAs级联构成一个新的整体电池。由连续性方程和电流方程组与相应的边界条件,以及能带结构模型,对方程组进行了数学处理。严格求得了电池的光生电流和暗电流的解析式,从而得到了电池的理论Ⅰ-Ⅴ特性的数学表达式J=J_I-J_D(V)。根据所得到的理论结果,可以有效地优化设计本电池各区的几何结构和半导体材料参数,从而获得高效率的太阳电池。

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