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硅太阳能电池中理想因子与铁浓度之间的关系

DOI：10.1016/j.spmi.2019.106309 期刊：Superlattices and Microstructures 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 通过计算机模拟研究了含铁杂质的硅n?-p太阳能电池的理想因子值。研究采用铁浓度范围101?-1013 cm?3、基区掺杂水平范围101?-101? cm?3及温度范围290-340 K。使用太阳能电池电容模拟器(SCAPS)对这些器件进行数值模拟，采用双二极管模型提取理想因子。研究考虑了以下情况：(i)肖克利-里德-霍尔(SRH)复合；(ii)本征复合与SRH复合并存；(iii)未配对间隙铁原子；(iv)铁-硼对与间隙铁原子共存。提出了利用电流-电压曲线评估硅太阳能电池中铁浓度的算法，给出了分析表达式并计算了校准曲线。
作者： O.Ya. Olikh
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

我们工作的目标是通过理想因子来评估污染物浓度。在我们采用的经验方法中，可以区分以下几个关键步骤：(i) 针对已知污染物成分的太阳能电池模拟暗态?????特性曲线；(ii) 根据双二极管模型对所得特性曲线进行拟合并估算理想因子；(iii) 利用初始杂质浓度和计算得出的理想因子值推导解析函数或梯度关系式。

研究成果

通过计算机模拟研究了硅n?-p太阳能电池基区中铁浓度与二极管理想因子之间的关系。模拟所用数据如下：铁浓度范围为101?至1013 cm?3，基区掺杂水平为101?至101? cm?3，温度范围为290至340 K。结果表明，理想因子值可用于估算污染物浓度。

研究不足

该研究通过仅考虑三个变量（温度、掺杂水平和铁浓度）来简化任务，所得解析表达式仅适用于近似情况。太阳能电池的几何结构（如基底层厚度）也会影响理想因子大小，但未详细考量。

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