InGaN金属-异质结太阳能电池：优化效率和制造容差
摘要：选择铟镓氮化物（InGaN）三元合金用于薄膜太阳能电池可能带来高效率和可靠性方面的重大益处，因为其带隙可以通过铟成分调节，同时辐射对其影响很小。然而，生长高质量的p掺杂InGaN层很困难，这可能是一个挑战。在这封信中，优化了一种新的InGaN薄膜太阳能电池设计，其中PIN结构的层被个Schottky接触取而代之，形成了一个金属-IN（MIN）结构。通过模拟，MIN结构的转换率达到了19.8%，表现优于之前研究的Schottky结构，同时提高了其制造容错性和功能可靠性。由于其对辐射的良好容忍性、高吸光性能和铟成分调节的带隙，铟镓氮化物（InGaN）三元合金是一个在恶劣环境中运行的高效率、高可靠性太阳能电池的良好候选材料。然而，由于InGaN残留的n型掺杂、缺乏专用面受体和复杂的制造工艺，InGaN的p掺杂仍然是一个挑战。此外，制造欧姆接触和生长高质量的高铟含量薄膜都很困难，而这些都是覆盖整个太阳光谱所需的。这些问题仍然阻碍着InGaN太阳能电池与其他成熟的III-V和硅技术竞争。因此，本文提出了一种新的金属-IN（MIN）InGaN太阳能电池结构，在其原理上，移除了InGaN p掺杂层，并用Schottky接触代替，解决了上述问题之一。使用基于实际测量结果的一组具有现实物理模型，利用数学严格的多目标优化方法来模拟和优化其行为和性能，旨在表明其效率和制造容错性均优于之前描述的简单InGaN Schottky太阳能电池。
作者：Abdoulwahab Adaine (LMOPS), Sidi Ould Saad Hamady (LMOPS), Nicolas Fressengeas (LMOPS)
论文ID：1705.08256
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2017-05-24