3。2。1 仿真命令语法格式 9

3。2。2 仿真流程 10

3。3 本章小结 16

4 变组分p-Ga1-xAlxAs/n-GaAs异质结太阳能电池 17

4。1 材料参数 17

4。1。1 GaAs参数提取 17

4。1。2 GaAlAs参数提取 19

4。2 渐变带隙p-Ga1-xAlxAs/n-GaAs异质结光伏效应的理论分析 19

4。3本章小结 25

5 仿真结果分析 26

5。1 异质结掺杂类型 26

5。2 表面层厚度 26

5。3 掺杂浓度 28

5。4 渐变带隙梯度 29

5。5 本章小结 29

结论 30

致谢 31

参考文献 32

1 绪论

1。1 研究背景

  科学技术的发展推动着人类文明的进步，同时能源在人类生活和社会发展中占据越来越大的地位。化石能源是目前人类社会最主要的能源形式，然而化石能源使用造成的环境生态破坏问题，迫使人们寻找更加清洁、绿色、环保的可再生能源。而太阳能资源由于其绿色可持续的特点，成为当今世界研究的热点。

1。1。1 化石能源的特点综述

  当前全球消耗的最主要能源是化石能源，但是化石能源是有限的，如果人类继续毫无节制的开采，那么化石能源必然枯竭。另外，化石能源的使用会产生大量的温室气体CO2，加剧全球温室效应，同时可能产生污染性的烟气，烟气中的有害成分，会损害人畜的健康、侵蚀建筑物、污染土壤，威胁全球生态平衡。因次，未来的发展方向是开发清洁无污染的可再生能源。

1。1。2 新能源及其发展现状

  新能源又称为非常规能源。即不包括传统能源在内的其他各种形式的能源。目前正在开发的主要新型能源有：风能、地热能、太阳能、核聚变能、生物质能和海洋能等[1]。

  太阳能是指来自太阳的辐射能量，产生原因由于太阳内部发生氢氦聚变释放出巨大核能。地球表面平均太阳辐射强度为1,369w/m2。地球赤道周长为40,076千米，故地球可获得173,000TW的能量[2]。太阳能是取之不尽用之不竭，是人类宝贵的能源财富，它不产生任何环境污染，是完全清洁的能源。如何高效的将太阳光辐射能转化电能是近些年来最具活力的研究。人们为了利用太阳能，研发了各种类型的太阳能电池。太阳能光伏电池（简称光伏电池）是把太阳的光能直接转化为电能的设备。目前世界上绝大多数地面光伏系统都是使用以Si为基底的太阳能电池，硅基太阳能电池按材料可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。得益于光伏电池封装技术，焊接技术和加工方法及芯片上的改良，光伏电池的性能和寿命得到了极大的提升。而全球太阳能电池产业的蓬勃发展，也带动了许多的传统制造业转型，加入到太阳能相关商品的开发、应用中去。

1。2 研究意义及主要工作

  太阳能电池的首次出现是在1954年，Chapin,Fuller和Pearson创造性的发明了第一个硅太阳能电池，不过转换效率只有6%。它的出现绝非偶然，是基于大量的前人研究成果，这就包括1839年Edmund Becqurel发现的光生伏特效应；1877年William Adams和Richard Day发现光照Se也能产生光生电流；1883年Charles Fritts发明了第一个用Se制成的太阳能电池。20世纪50年代，硅材料的应用，使得太阳能电池的性能突飞猛进。之后的时间里，人们围绕着Si材料进行了大量的实验和研究，并且取得了卓越的成就，在此基础上，晶体硅太阳能电池、硅基薄膜太阳能电池、化合物半导体薄膜太阳能电池等相继诞生。太阳能电池的性能的逐渐提高，使得其在更多的领域内得到应用。