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晶硅太阳电池中光衰减效应的第一性原理研究

赵建顺  
【摘要】:太阳能是一种取之不尽的绿色能源。当前,晶体硅太阳电池拥有80%以上的市场,并将在今后很长一段时间内继续占据主导地位。但是,常规的晶体硅太阳电池在应用过程中存在光衰减现象,使得电池的转换效率下降3-5%,大大限制了太阳电池的发展。早期研究发现光衰减现象与硅中的硼氧复合体有关,然而到目前为止光衰减缺陷的本质尚未定论。本论文的主要内容:(1)简单介绍晶体硅太阳电池的工作原理和制备工艺。(2)制备晶体硅太阳电池的原料来源和原料常含有的杂质元素,并且系统介绍了目前导致光衰减现象发生的硼氧复合体的研究进展。(3)介绍第一性原理计算的理论依据和有关的三个假设,以及第一性原理的计算软件vasp。(4)这里是本论文的重点和创新点,重点介绍计算模型的构建:n型掺杂间隙硼模型、n型掺杂的替位硼模型、p型掺杂的间隙磷模型、p型掺杂的替位磷模型、只含硼氧的硅晶体模型。详细介绍了使用vasp时四个输入文件的设置参数和参数值。通过计算弛豫后,我们可以知道硅晶体中硼氧结合的具体稳定结构。从而我们可以明确知道硼氧复合体的浓度是与硼浓度、还是与净硼浓度成正比,并且可以一目了然的看出是否有B-P对的存在。(5)总结本论文,通过我们计算最后得到了什么结果,对于以后研究硼氧复合体缺陷有什么帮助。


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