Si 衬底掺杂浓度对InGaN/Si 异质单结太阳电池性能的影响

【目的】研究p-Si 衬底掺杂浓度对InGaN/Si 异质单结太阳电池性能的影响,为制备高效太阳电池提供理论基础。【方法】将器件的n-InGaN 掺杂浓度固定为1016 cm-3,在改变p-Si 衬底掺杂浓度NA 的情况下,采用一维光电子和微电子器件结构分析模拟软件(AMPS-1D)对InGaN/Si 异质单结太阳电池器件的各项性能参数进行模拟。【结果】随着掺杂浓度NA 的升高,电池的电流密度JSC和填充因子FF 随之升高,当到达一定高的掺杂浓度范围时(NA>5.00×1017cm-3),JSC 基本保持不变,约为28.12 mA/cm2,FF 保持在0.85 左右且变化不大。开路电压VOC 和光电转换效率Eff 与掺杂浓度的大小呈正相关关系,随着NA 的增大,VOC、Eff 缓慢增大。【结论】高掺杂浓度下的太阳电池具有较好的光电转换效率。低掺杂浓度的太阳电池光电转换效率较低,这是因为其对应的尖峰势垒高度和宽度均较大,影响了光生载流子的输运。