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基于SCAPS软件的单结InGaN太阳能电池数值模拟

DOI：10.4028/www.scientific.net/KEM.821.407 期刊：Key Engineering Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 采用太阳能电池电容模拟器（SCAPS-1D）对InGaN单结薄膜太阳能电池的性能进行了数值分析。通过改变各层（即n型和p型InGaN层）的掺杂浓度和带隙能量，研究了InGaN太阳能电池的电学特性和光伏性能。结果表明，当带隙值为1.32 eV时，InGaN太阳能电池的最佳效率约为15.32%。研究发现，降低掺杂浓度NA可提高短路电流密度（Jsc）（当NA为10^16 cm^-3时，Jsc为34 mA/cm^2），这可能归因于载流子迁移率的增加，从而提高了少数载流子扩散长度，改善了收集效率。此外，结果表明，增加InGaN前层的厚度可提高Jsc和转换效率（η），这归因于光生电流的增加以及较低的表面复合速率。
作者： Mohamed Moustafa，Tariq AlZoubi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

使用SCAPS-1D软件对InGaN单结薄膜太阳能电池进行数值性能分析，重点研究掺杂浓度和带隙能量对电学特性及光伏性能的影响。

研究成果

数值模拟显示，当带隙为1.32电子伏特时，InGaN太阳能电池具有15.32%的最佳转换效率。该研究强调了掺杂浓度和层厚度对提升太阳能电池性能的重要性——较低的掺杂浓度可提高短路电流密度（Jsc），而较厚的前层能增强转换效率。

研究不足

该研究基于数值模拟，可能无法完全反映所有实际条件和材料行为。性能提升属于理论范畴，其实现取决于实际中能否达到最佳材料特性和层厚参数。

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