研究目的
采用Silvaco TCAD软件进行数值模拟，研究微晶硅叠层太阳电池在串联（2T）和独立（4T）电连接方式下，初始状态与光致衰减状态的性能表现。
研究成果
微晶硅叠层太阳能电池的4T结构相比2T结构表现出更优的性能，具有更高的转换效率和更低的衰减效应。优化本征层厚度和自由载流子迁移率可显著提升太阳能电池的性能。
研究不足
该研究基于数值模拟，可能无法完全反映所有现实条件和变化。优化仅针对特定参数（i层厚度和自由载流子迁移率），而其他影响太阳能电池性能的因素可能未被考虑。
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采用Silvaco TCAD模拟器对微晶硅叠层太阳电池的性能研究
DOI：10.1007/s42341-019-00136-4
期刊：Transactions on Electrical and Electronic Materials
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
本文研究了微晶硅叠层太阳能电池（非晶硅：氢化非晶硅/a-Si:H/微晶硅：氢化微晶硅/μc-Si:H）在串联（两端：2T）和独立（四端：4T）电连接方式下的数值模拟。研究采用Silvaco TCAD仿真软件进行，同时考虑了标准全球太阳光谱（AM1.5G）下工作的电池初始（未退化或退火）状态与光致退化状态（非晶硅中著名的Staebler-Wronski效应）。在两个子电池的本征（i）层厚度及载流子迁移率的影响下，对2T和4T器件进行了优化。通过增加两个子电池的i层厚度，2T微晶叠层电池显示出最优转换效率??分别为10%（初始状态）和7.77%（退化状态）。4T结构在初始状态下表现出相对更好的??值10.94%，退化后仅降至9.59%。通过提高自由载流子迁移率（尤其是顶部电池i层），进一步改善了2T和4T电池的输出参数。由此4T器件也实现了更优的??值，初始状态达12.31%，退化后仅降至11.43%。而2T结构达到的改进效率分别为初始状态11.87%和退化状态10.41%。
作者：
A. F. Bouhdjar，M. Adaika，Am. Meftah，R. Boumaraf，Af. Meftah，N. Sengouga
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