三结砷化镓叠层太阳电池中的宽带隙隧穿结研究

隧穿结是影响三结砷化镓叠层太阳电池性能的关键因素。从隧穿结导致三结电池性能曲线异常的问题出发,数学模拟了GaInP2微结构有序性对宽带隙AlGaAs/GaInP2隧穿结的影响。由此设计了合理的隧穿结,使三结砷化镓叠层太阳电池的性能得到改善。     

异质面GaAs太阳电池暗电流－电压特性的隧穿效应

在２００～３００Ｋ温度内测量了由ＬＰＥ生长的异质面高效ＧａＡＬｓ太阳电池暗电流－电压特性的温度关系，对实测的Ｉ－Ｖ特性进行拟合分析，认为低温低偏压下的过剩电流，起因于耗尽层内禁带中局域态间热协助的多级带间隧穿效应．     

异质面GaAs太阳电池暗电流—电压特性的隧穿效应

在２００－３００Ｋ温度内测量了由ＬＰＥ生长的异质面高效ＧａＡｓ太阳电池暗电流－电压特性的温度关系。对实测的Ｉ－Ｖ特性进行拟合分析，认为低温低偏压下的过剩电流，起因于耗尽层内禁带中局域态间热协助的多级带间隧穿效应。     

柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池

报道了对柔性村底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究结果.首先采用等离子体化学气相沉积(PECVD)方法在不锈钢柔性衬底上制备了微晶硅太阳电池,发现合适的硅烷浓度和引入Ag/ZnO背反射镜可提高微晶硅太阳电池的性能,使之作为叠层太阳电池的底电池.然后将不同厚度的硅基p+/n+隧穿结应用于非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,分析了其对太阳电池电学和光学特性的影响,发现p+层厚度增加后,电池的开路电压提高,短路电流密度减小;随着n+层厚度的变化,电池的短路电流密度和填充因子均存在最佳值.获得了光电转换效率为11.26%(AM1.5,1000W/m2)的不锈钢柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池.并进行了大面积化工作,在不锈钢衬底和聚酰亚胺衬底上分别获得了光电转换效率为5.89%(25cm2,AMO,1353W/m2)和5.82%(4cm2,AMO,1353W/m2)的叠层太阳电池.     

外电场下有限厚铁磁层隧道结中的隧穿磁电阻

在两带模型的基础上，计算了外电场下有限厚铁磁层隧道结中的隧穿磁电阻（ＴＭＲ），结果发现：隧穿磁电阻不仅随铁磁层厚度变化而振荡，而且在适当条件下能够达到相当大的值；尽管外电场引起了隧穿磁电阻振荡的周期、位相和振幅的变化，但振荡的特征以及ＴＭＲ随两个铁磁层磁化矢量夹角的单调变化现象并没有因外电场的加入而改变。     

具有有限铁磁层厚度的磁性双隧道结中的隧穿电导和磁电阻

在FM／I／NM／I／FM磁性双隧道结研究的基础上，进一步考虑了外加有限厚的非磁金属(NM)覆盖层的情况，这时磁性双隧道结的结构变为NM／FM／I／NM/I／FM／NM。此处，FM、I和内NM都具有有限厚度。而在理论处理中，外NM被看做是无限厚的，对FM厚度于磁性双隧道结中自旋极化电子输运性质(特别是隧穿磁电阻)的影响做了研究。用Slonczewski近自由电子模型所得到的计算结果表明，附厚度的变化会引起隧穿电阻和隧穿磁电阻振荡；当FM厚度取适当值时，会得到比FM/I／NM／I／FM更大的隧穿磁电阻。     

InGaAs/InP异质结光电二极管中的深能级协助隧穿电流

InGaAs/InP 异质结光电二极管是用于1.2—1.6μm 波长范围光纤系统的一种重要光电器件。本文采用“深能级瞬态谱仪”(DLTS)对它进行了测试。发现其中有一电子陷阱存在,它的热激活能为0.44eV,能级密度为3.10×10~1 cm~(?),电子俘获截面为1.72×10~(-12)cm~2。研究结果表明它的产生与位于 InGaAs/InP 异质结界面缺陷和 p-InP 层中掺杂剂 Zn 的相互作用有关。同时,通过对管子暗电流的分析,确证所测深能级导致管中出现一新的暗电流成份——深能级协助隧穿电流。     

含磁性非磁性金属插入层磁隧道结的隧穿特性研究

讨论了一种新型FM1/NM/FM/I/FM2磁性隧道结,该隧道结结构可获得高质量的I层,从而具有重要的应用价值.利用Slonezewski的自由电子模型和转移矩阵方法,对这种隧道结中的隧穿电导(TC)和隧穿磁电阻(TMR)与NM、FM层的厚度以及和势垒高度的关系进行了研究.同时还通过和FM1/NM/I/FM2型隧道结的相应结果的比较讨论了FM层在FM1/NM/FM/I/FM2磁性隧道结中的作用.     

FM/I/FM隧道结中的隧穿时间

在相位时间定义的基础上,研究了铁磁金属-绝缘体-铁磁金属一维磁性隧道单结的隧穿时间随两铁磁层磁矩之间夹角,势垒宽度和电子入射能量的变化.研究结果表明隧穿时间随电子的入射能的增大而减小,在低能区隧穿时间随入射能的增加呈指数减小,而在高能区减小的趋势变缓和;两铁磁层磁化强度方向呈平行排列和反平行排列时的隧穿时间的差值在低能区随入射能的增加呈指数增加,但在高能区趋于零.另外隧穿时间随着势垒宽度的增加而呈线性增长.     

铁磁/半导体/铁磁隧道结中的隧穿磁电阻

采用相干量子输运理论和传递矩阵方法研究了具有不同自旋指向的极化电子渡越铁磁/半导体/铁磁隧道结的隧穿几率和隧穿磁电阻。研究表明隧穿几率和隧穿磁电阻随半导体长度的改变发生周期性变化、随Rashba自旋轨道耦合强度的改变发生准周期变化,并且在两铁磁电极中磁矩取向平行时,选择适当的半导体的长度和Rashba自旋轨道耦合强度可以得到较大的隧穿磁电阻。     

高效GaAs/Si叠层电池设计优化

模拟一种高效GaAs/Si两结叠层电池结构,将硅材料作为叠层电池的一个底电池利用起来,拓展光谱吸收.分别讨论了隧穿结和子电池对叠层电池的影响,结果表明薄的GaAs隧穿结可以获得高效率的叠层电池,1.05μm厚的顶电池基区是子电池电流匹配的最优条件,厚的底电池有助于叠层电池效率的提高.优化后的叠层电池在一个太阳,AM l.5G光照条件下,效率可达到43.86％,其相应的开路电压Voc=1.76 V,短路电流密度Joc=28.64 mA/cm2,填充因子FF=87.25％,该设计为硅基高效太阳能电池的制备提供理论参考.     

叠层太阳能电池研究进展和发展趋势

叠层太阳能电池结构可以拓宽吸收光谱,最大限度地将光能变成电能,提高了太阳能电池的能量转换效率,这类太阳能电池是目前研究的热点.本文集中介绍了非晶硅叠层太阳能电池、多元化合物叠层太阳能电池和染料敏化叠层太阳能电池的研究现状,对它们的结构、性能指标和效率等做了介绍和评估,指出了各自的优缺点,分析了阻碍叠层太阳能电池进一步发展和应用的制约因素主要有两个:很难找到两种晶格匹配良好的半导体晶体;对环境友好,价格合理,来源丰富的太阳能电池材料很稀少.非晶硅系叠层太阳能电池对材料纯度要求较高,价格贵;化合物太阳能电池虽然转换效率高,但是电池材料对环境造成污染;而染料敏化叠层太阳能电池制作工艺简单,电池材料来源丰富,必将是今后发展的趋势.     

磁性隧道结电阻与电流驱动相关性分析

利用离子束高真空复合溅射装置置备具有Ta缓冲层和Ta/Te/Ta覆盖表面层的Fe/Al2O3/FeCo的磁性隧道结，在零磁场下观测隧道结电导和结电阻面积积（RA）与垂直射入隧道结平面的自旋极化发射电流的依赖关系，研究关系，研究发现，磁性隧道结的电导和RA的发射电流驱动效应取决于隧道结的物相成分，微结构和电流强度，在大驱动电流范围观测电到导特性不同的4个区域。     

HATCN作为阳极缓冲层掺杂剂的有机太阳能电池的性能研究

将有机小分子材料HATCN掺杂于酞菁铜(CuPc)中,制备出有机太阳能电池ITO/HATCN:CuPc/CuPc/C60/BCP/Al.在光强为100 mW/cm2的太阳能模拟器照射下,当HATCN的掺杂浓度为5%时,器件性能最好,开路电压(Voc)为0.48 V,短路电流密度(Jsc)为5.66 mA/cm2,填充因子(FF)为0.48,能量转化效率(PCE)为1.30%.与未掺杂的器件ITO/CuPc/C60/BCP/Al相比,PCE提高了59%,这主要归因于HATCN具有较好的载流子传输性能和非常低的LUMO能级.     

a-Si:H叠层太阳电池的设计与实验

本文提出一种廉价高效非晶硅叠层电池的基本设计方法,给出一系列有关电池参数最佳化的技术数据.文中讨论了该设计方法在a-Si/poly Si叠层太阳电池方面的应用.计算和实验结果表明,a-Si/poly Si叠层电池的光电流主要受顶部的a-Si:H nip电池的限制.     

局域表面等离子体增强吸收的超薄太阳能电池的研究

设计了3种不同形状的纳米结构,即圆柱形光栅、长方形光栅、三角形光栅,将其覆盖在硅吸收层表面,利用有限元方法对其进行仿真模拟,结果表明金属光栅激发的局域表面等离子体明显增强了薄膜太阳能电池的吸收效率,通过对比发现圆柱形光栅更能有效地将光能耦合到薄膜硅层中.     

多重p-i-n a-Si太阳电池

一种新型的a-si太阳电池已被研制出。该种电池是由多重p-i-n单元电池组成,其开路电压V_oc几乎和p-i-n单元数成正比。     

pn结太阳电池饱和电流密度的理论研究

为提高太阳电池的开路电压Vac和效率η,必须减小饱和电流Jo,据此,对影响Jo的各种因素进行了研究,推导了更为普遍的有限尺寸条件下太阳电池的表面复合速度和少子加速场对Jo影响的表达式,并且对两者的影响进行了数值模拟,直观地得出了以下结论：在保证消除重掺杂效应带来不良影响的条件下,增大发射区少子漂移场强,可减小,Jo,提高电池Vco;减少电池的表面复合速度,能提高电池的性能。