一、纳米硅(nc-Si:H)晶体硅(c-Si)异质结太阳电池的数值模拟分析（论文文献综述）
王子磊[1]（2021）在《晶体硅太阳电池中载流子选择性接触材料研究》文中提出晶体硅太阳电池因其高效率、高稳定性以及高性价比的优势占据了大部分光伏发电市场。一直以来,结构的优化、新材料的应用都是太阳电池效率提升的重要途径。过去的几年里,人们开发应用了一大批新的电池结构及其制备技术,包括钝化发射极和背面电池（PERC）、非晶硅/晶体硅异质结（SHJ）、隧穿氧化钝化（TOPCon）和叉指式全背接触（IBC）等,使晶硅太阳电池实验室效率不断突破,达到了26.7%,进一步逼近理论效率极限。产业化效率也已经推进到24%以上。随着硅片质量的提高,晶体硅体区内复合损失不断减小,各个区域之间接触界面的损失成为了限制效率提升的主要因素。其次,一直以来晶硅电池都是利用高温扩散形成重掺杂Si层来实现载流子的选择性传输,这些重掺杂区域不但会引起高俄歇复合,还会增大电池制造成本,同时,掺杂工艺还要用到多种剧毒气体。因此,探索低成本的方式获得高钝化、低接触电阻的界面,实现载流子的选择性接触是当前普遍认可的硅基电池研发方向之一。非掺杂异质结太阳电池正是该研发方向的成果之一。非掺杂异质结太阳电池是通过筛选合适的化合物材料,采用低成本方法（溶液法、热蒸发等）在Si表面成膜,利用化合物材料功函数和Si能带的匹配,在Si表面构建非对称的能带结构,实现空穴和电子的高效选择性传输。非掺杂异质结太阳电池具有材料选择范围广、无需有毒掺杂剂、可低温加工等优势,在利用低成本材料和制备手段、实现高效电池应用方面潜力巨大。本文围绕n-Si为基底的非掺杂异质结太阳电池,对两种主流的空穴选择性接触材料PEDOT:PSS和Mo Ox开展了全面的探索和优化。同时,开发了一系列新型电子选择性接触材料。基于实验结果,总结出了筛选和改进载流子选择性接触材料的经验性理论。首先通过对PEDOT:PSS/Si异质结电池的研究,阐述了该类电池与传统pn结电池和异质结电池的异同。探讨了各类型添加剂对PEDOT:PSS导电性、功函数、进而对电池效率的影响,以及PEDOT:PSS厚度、Si基底电阻率等因素对电池各参数的影响。针对平面Si/PEDOT:PSS结构反射率高且制绒硅（Textured-Si）与PEDOT:PSS难以保角接触的问题,设计从两方面的实验给出了解决方案。一是控制腐蚀液的成分,调节工艺获得适合于有机物成膜的陷光结构。基于优化的陷光结构制备的异质结电池,在保持高电流密度（>32 m A/cm2）的同时,使填充因子提高了10%。二是选择两种硅烷偶联剂GOPS和TMOS作为PEDOT:PSS的添加剂,利用它们可以同时与Si和PEDOT:PSS成键的特性,增强了Si与PEDOT:PSS之间的粘附力。实验发现,在最佳添加比例3 wt.%（GOPS）和0.5wt.%（TMOS）下,旋涂PEDOT:PSS在金字塔结构Si上,可以形成理想的保角包覆,抑制了PEDOT:PSS与Si界面的复合,在器件性能上表现为开路电压和填充因子的大幅提高。其次对Mo Ox材料开展了系统的研究。针对纯的Mo Ox无法同时获得高功函数和高导电性的关键性问题,从理论上分析了Mo Ox材料功函数的来源及其用于器件有效功函数减小的内在机理。针对性地提出了氢化解决方案,并基于该方案设计并搭建了热丝氧化升华系统用于沉积掺杂的Mo Ox薄膜。氢化Mo Ox薄膜在功函数几乎不变的前提下呈现高的导电性,接触电阻明显降低,并且在高湿度环境下的稳定性显着提高。70%湿度下放置10 h以上,钝化性能仍然维持在97%以上。针对Mo Ox/Si结构的接触电阻热稳定性差的问题,设计了WOx/Mo Ox复合薄膜,利用WOx中O不易扩散特征抑制界面氧化层的生成,钝化和接触电阻的稳定性同时得到有效提升。最后面向太阳电池的电子端,开发了一系列新型的碱金属乙酸盐（AMAc）材料及其与本征非晶硅的复合结构（AMAc/a-Si:H（i））作为电子选择性接触。通过参数优化,AMAc/Si接触获得了9 mΩ?cm2的超低接触电阻,AMAc/a-Si:H（i）兼具低接触电阻（11 mΩ?cm2）和优异的界面钝化(复合电流密度J0c～12 f A/cm2)性能,应用于p+n结电池获得了接近20%的转换效率。理论模拟电子接触层特征参数对电池效率的贡献,表明钝化和导带匹配至关重要。选择Zn O为电子选择接触材料并对其进行锂掺杂,获得功函数为3.85 e V且与n-Si导带带阶小于0.2e V的锂掺杂Zn O（Li-Zn O）薄膜,用于PEDOT:PSS/Si异质结电池得到了15%以上的转换效率。
车晋,卢海江[2]（2021）在《超薄异质结太阳能电池理论模拟计算及分析》文中进行了进一步梳理采用AFORS-HET软件对超薄异质结太阳能电池的窗口层、本征层的掺杂浓度、厚度、带隙等参数进行了数值模拟和优化,结合实际具体分析了每个参数对超薄异质结电池性能的影响规律,且得出了最佳的优化参数。模拟结果表明:对于衬底厚度仅为80μm的超薄异质结太阳能电池,随着窗口层厚度的增加,电池性能整体呈现下降的趋势,通过结合实际,得出窗口层的最佳厚度范围是5～9 nm;随着窗口层掺杂浓度的增加,电池性能整体呈现先增加后趋于恒定的趋势,窗口层理论上的最佳掺杂浓度范围为7×1019～8×1019;窗口层的带隙宽度对电池的开路电压和效率影响较大,对填充因子和短路电流有较小的影响,窗口层的最优带隙范围为1.85～2.0 eV。随着本征层厚度的增加,电池的填充因子FF和效率Eff呈现先增加后减小的趋势,短路电流逐渐减小,而开路电压基本不变,本征层的最佳厚度是5～10 nm;当本征层的光学带隙小于1.8 eV时,对电池性能影响较小,当大于1.8 eV,电池性能急剧下降,因此本征层的最佳带隙范围是1.6～1.8 eV。
钟观发[3]（2020）在《HAC太阳电池技术研究》文中研究指明晶体硅/非晶硅异质结（HAC）太阳电池因高开路电压（VOC）和工艺步骤少等优势,在高效太阳电池中备受关注。非晶硅（a-Si:H）钝化层为HAC电池获得高效率起到了关键作用,但a-Si:H薄膜吸收系数大、迁移率低,其寄生吸收损耗限制了电池短路电流密度（Jsc）。为此,本文首先对热丝化学气相沉积（HWCVD）制备a-Si:H和直流磁控溅射沉积（PVD）制备ITO薄膜的工艺进行研究;再针对双面HAC太阳电池迎光面寄生吸收问题,提出了重掺杂c-Si前场的HAC太阳电池（HACD）,设计了 HACD电池制备路线,并制备全面积HACD太阳电池;最后提出了双面改进的局域pn结HAC太阳电池（HACL）,使用ATLAS软件对HACL电池模拟分析。主要研究结果如下:1、本实验中HWCVD制备的a-Si:H少子寿命最高超过5 ms,a-Si:H的制备过程破真空将造成钝化效果恶化,在热丝电流过高时制备的a-Si:H样品结构缺陷在光热处理时无法消除。2、本实验ITO的研究发现,O2占3.4%时薄膜性能最佳,随O2分压提高,薄膜载流子浓度（Nb）降低,迁移率（μ）与Nb关系以1×1020 cm-3分界,由正相关变为负相关关系;薄膜引入H可提高透过率和导电性,但通过H带来导电性在热处理后μ会降低。3、制备获得了 1 8.2%效率的全面积HACD太阳电池,HACD电池与HIT电池相比短波光响应效果更好,Jsc高出0.3 mA/cm2。4、模拟结果显示,HACL电池能够保持高VOC特性,同时可钝化电极接触和解决HIT电池a-Si:H寄生吸收问题,Jsc比相同条件模拟的HIT电池高出4%,效率潜能达到27.8%。
周理想[4]（2020）在《高效晶体硅太阳能电池的理论模拟及其机理研究》文中认为在高效晶体硅电池中,目前国内外研究热点是HIT电池和TOPCon电池,它们分别采用本征氢化非晶体硅/掺杂非晶体硅和氧化硅/掺杂多晶体硅,实现对晶体硅前后表面进行全面钝化和选择性载流子输运,这种选择性全钝化接触对提高太阳能电池的开路电压（VOC）和填充因子（FF）起到非常关键的作用。尽管HIT电池的效率达到了 26.7%,但是人们对其物理机理的了解仍然有限。在HIT的制造过程中存在许多参数,例如厚度、掺杂浓度、少子寿命、缺陷复合、电阻率等,对电池性能起着重要的作用。为了利用HIT在表面钝化方面的优势并同时克服与传统晶体硅电池制造工艺不兼容的问题,在2013年人们开发了一种新型结构电池-TOPCon电池。尽管TOPCon电池效率得到了快速提高,目前已经达到了 25.8%,但是器件中的一些基本物理机理尚未完全被理解。本文利用AFORS-HET软件对HIT和TOPCon太阳能电池进行了理论模拟,为高效晶体硅太阳能电池的设计与优化提供借鉴与参考。模拟优化结构为 TCO/n-a-Si:H/i-a-Si:H/p-c-Si/i-a-Si:H/p+-a-Si:H/TCO 的 HIT 电池各层厚度、掺杂浓度、禁带宽度的最佳值。研究结果表明（i）发射层n-a-Si:H的最佳厚度为5nm,掺杂浓度为1.0×1020cm-3,禁带宽度为1.8eV。其中随着发射层厚度的增大会提高对光的吸收,降低衬底的吸光比例,电池转换效率出现恶化;掺杂浓度的提高会增加电离出的电子浓度,提高结区电场强度,有利于光生载流子的分离,若掺杂过高载流子复合增强会降低效率;较大的禁带宽度有利于降低长波光子的吸收,提高基区吸收低能量的光子。（ii）缓冲层i-a-Si:H的最佳厚度为5nm,禁带宽度为1.6eV时电池电池效率可以达到最佳,原因在于此时本征缓冲层厚度存在的寄生吸收和寄生电阻最低。（ⅲ）衬底p+-c-Si的最佳掺杂浓度为1017cm-3数量级,若掺杂过大就会造成B-O键的大量产生,降低少子寿命,所以衬底的浓度必须是低掺杂。（iV）背场p-c-Si:H的最佳厚度为5nm,最佳的掺杂浓度为1.0× 1020cm-3,禁带宽度为1.8eV,这和发射层的情况类似,因为背场的加入增大了场强的大小,有利于提高电子-空穴对的分离,提高电流密度。模拟分析了 TCO功函数对n型和p型HIT电池的影响和差异。结果表明:WTCO的大小会影响能带的弯曲程度,p型HIT前接触WTCO的最佳范围是3.9-4.4eV,当WTCO越大就会造成n-a-Si:H能带向上弯曲,界面势垒加大,阻碍被积累的电子,对Jsc产生负面效应,而背接触WTCO的选择大于5.1eV能带具有更好的匹配性。同理可以得出n型HIT前后WTCO最佳范围分别是5.4-6.3eV和3.6-4.0eV。对比得到p型HIT前接触WTCO 比 n型的前接触WTCO选择要小,但背接触WTCO要比n型背接触WTCO大。异质结的界面态和悬挂键密度是影响HIT电池的关键因素。研究发现,Dit1和Dit2态能造成大量缺陷复合,严重恶化性能输出,必须将其钝化至低于1012cm-2;悬挂键密度Ntr越大就会引起空间电荷区从晶体硅c-Si表面向非晶硅a-Si:H转移,造成非晶硅的耗尽层拓宽,这会导致空穴在界面处积累,复合效应显着增强,电池效率降低明显。双面TOPCon电池比单面TOPCon电池发电量高,因为双面电池提高了光子的利用率,增大了光生载流子的分离。氧化硅的加入以及与重掺杂多晶硅层形成的完美结构具有优越的钝化能力和载流子选择性,这使得多子隧穿变得容易,少子会被阻碍,降低了复合几率。其中最佳的SiO2厚度为1.2nm,此时降低界面态密度显着,并随着厚度增大,扩大了电子准费米能级的间距,这有利于开路电压和电流密度的提高。但是厚度大于1.2nm时,效率将显着降低,这表明多子隧穿与SiO2厚度有很大的关系,必须要是高质量的薄层;最佳的背场多晶硅的掺杂需达到1020cm-3的数量级,显然这是重掺杂。薄层SiO2与重掺杂的多晶硅结构具有很好的降低前后表面载流子复合的能力,其中抑制背面载流子复合要强于抑制前表面复合能力,这就是场效应的钝化机制。SiO2薄层之所以有强烈的钝化效果,可以归结于SiO2存在介孔结构,这为钝化提供了有利条件,为多子隧穿几率提供更多的可能。模拟分析了温度和光强的改变对HIT和TOPCon电池的影响和差异。研究表明,随着温度的递增,Voc会降低,而Jsc会升高,并且Voc的影响程度显着大于Jsc,原因是温度的递增会减小带隙的大小。相同的温度变化对HIT电池的Jsc比 TOPCon的Jsc更具稳定性,原因在于HIT 比 TOPCon电池具有更低的温度系数;随着光强的增大,对Jsc和Voc都是增大的,但对Jsc的影响程度显着大于Voc的影响,此时FF的变化不在具有简单的函数关系,主要是Jsc与光强成正比。相同的光强变化,TOPCon电池的Voc比 HIT电池的Voc更具稳定性,原因在于TOPCon 比 HIT的Voc具有更低的光强系数。
郭群超,刘阳[5]（2019）在《本征缓冲层厚度对纳米硅/晶体硅异质结太阳电池的影响》文中研究指明采用纳米硅和晶体硅材料设计了一种纳米硅（nc-Si:H）/晶体硅（c-Si）异质结太阳电池,并利用wxAMPS软件对该电池的基本性能进行了模拟。仿真发现,界面缺陷态是决定电池性能的关键因素,它对电池的填充因子和开路电压影响非常明显。如果在电池的纳米硅与晶体硅交界处插入1 nm厚的纳米本征缓冲层,可以降低缺陷态密度的消极影响,提高光伏电池的光电转换效率。
韩兴[6]（2019）在《HIT太阳能电池各层对器件影响的研究》文中认为能源是人类生存和发展的必要条件,千百年来由于传统能源的使用,人类社会得到了快速发展。尤其是第一次工业革命和第二次工业革命的出现,人类社会发生了翻天覆地的改变,但同时因为以煤、石油等传统化石能源的使用,地球生态环境受到了极大的破坏,物种甚至面临着生存的威胁。因此,以太阳能电池为代表的新能源技术受到了人们的极大关注,而制约着太阳能电池发展的关键因素是其光电转换效率。作为硅基太阳能电池中最有潜力的HIT太阳能电池具有更高的效率,因此加大HIT太阳能电池的投入和研究十分必要。本课题采用AFORS-HET软件对异质结太阳能电池进行了数值计算,通过对电池各功能膜层参数的不同设定值的建模,研究了三种结构HIT太阳能电池性能变化,具体研究内容与结果如下:（1）传统无本征层结构电池发射层、衬底和背场层厚度分别为4 nm、300μm和4 nm时性能最优。单本征层结构n型电池发射层、本征层、衬底和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、150μm和4 nm时性能最优,p型电池发射层、本征层、衬底和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、200μm和4 nm时性能最优。双本征层结构n型电池发射层、前本征层、衬底、后本征层和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、150μm、4 nm和4 nm时性能最优,p型电池发射层、前本征层、衬底、后本征层和背场层厚度分别为4 nm、4 nm、200μm、4 nm和4 nm时性能最优;（2）三种电池随衬底掺杂浓度增加,转换效率提高,掺杂浓度为1×1017 cm-3时,转换效率趋于平缓,发射层和背场层掺杂浓度大于1×1019 cm-3时,电池性能基本保持不变;随缺陷态密度增加,电池性能下降;对于p型HIT电池,随功函数增加,电池性能降低;对于n型HIT电池,随功函数增加,电池性能增加。综合多种参数来看,由于没有钝化层或钝化层单一,钝化效果有限,所以衬底缺陷态密度对传统无本征层和单本征层电池效率影响最大,对双本征层结构电池,由于双层钝化效果显着,此时高浓度缺陷态密度的影响有限。相反此时掺杂浓度提高对效率影响最大;（3）三种电池结构中,双本征层结构n型HIT电池由于双层钝化效果显着,致使其转换效率最高,为27.54%,是最理想的电池结构,其他的转换效率较低。考虑到双本征层结构电池中不同种类TCO薄膜的吸收损耗,ZnO薄膜的光谱响应好,透光性比ITO薄膜高,所以选择ZnO作为窗口层时相应波长区间内的光谱响应效果显着提升,促使对应的HIT太阳能电池的短路电较大,HIT电池的转换效率较高。
曾祥斌,鲜映霞,文西兴,廖武刚[7]（2014）在《nc-Si/c-Si异质结太阳电池优化设计分析》文中认为分析影响p+（nc-Si）/i（a-Si）/n（c-Si）异质结太阳电池性能的主要因素,获得纳米硅薄膜杂质浓度、本征层厚度以及背场对电池性能的影响规律。结果表明,当纳米硅薄膜中掺杂浓度增大时,该层大部分区域电场强度变大,短路电流和开路电压增大,有利于提高电池转换效率。优化的掺杂浓度应大于1×1018cm-3。当i层厚度大于30 nm时,电池转换效率η和电池填充因子FF急剧下降,优化的最佳厚度为10 nm。研究加入非晶硅背场提高电池效率的新途径,当引入厚10 nm的a-Si∶H（n+）背面场后,电池转换效率由21.677%提高到24.163%。
华夏[8]（2014）在《新型硅基异质结太阳电池结构设计研究》文中研究说明现代社会对能源需求的快速增长促使人们不断追寻更高效率的太阳电池。硅基异质结太阳电池因其超高的转换效率和较低的生产成本受到人们的广泛关注，很有可能成为取代晶体硅电池的新一代太阳电池。硅基异质结太阳电池同时拥有非晶硅的宽带隙和晶体硅的稳定性的双重优势，还可以避免非晶硅薄膜太阳电池中的光致衰减问题，因而相比于传统的晶体硅和非晶硅电池具有更高的开路电压、短路电流和转换效率。然而，硅基异质结太阳电池因涉及到晶体硅/非晶硅异质结界面和超薄本征非晶硅缓冲层等复杂结构，其输出结果会受到众多因素的综合影响，从而很难达到理想的性能和实现进一步的效率突破。其中洁净而低缺陷密度的晶体硅/非晶硅异质结界面是保证硅基异质结电池高效率的首要因素。当界面存在较多缺陷态时，界面态会起主导作用而恶化电池输出。其次，透明导电玻璃、非晶硅发射层本征层、晶硅衬底等各层都会产生耦合的影响，改变电池能带结构和载流子分布，需要仔细调控。此外，在硅基异质结电池上引入纳米陷光结构来增加电池中的光吸收也是提高短路电流和效率的重要途径。目前被广泛使用的二维竖直排列纳米线、柱阵列拥有极好的减反和吸收特性，但是其表面复合因表面积的增加而大幅提高，限制了它们在硅基异质结太阳电池陷光结构上的应用。因此，为了能实现硅基异质结太阳电池的效率突破，从机理上分析研究硅基异质结电池各参数的影响并做对应的结构优化设计具有重要意义。本论文着重于通过计算模拟研究，提出新型硅基异质结太阳电池结构来解决硅基异质结中现存的问题，为实现电池效率突破寻找新的思路。我们首先基于实验数据建立了精确的非晶硅缺陷态分布模型，用它来计算非晶硅掺杂发射层和本征缓冲层中的缺陷态密度带来的影响，并从机理上解释由此引发的陷阱效应。我们给出了避免陷阱效应发生的缺陷态密度临界值，这在指导硅基异质结太阳电池的实际生产中很有意义。我们还提出在硅基异质结电池中加入同质结，利用场效应钝化来降低界面态对能带结构和电池输出的影响，使得电池在较高的界面态密度下也可以获得理想的转换效率。其次，我们提出了一维横向排列的单晶硅/非晶硅半核壳同轴纳米线阵列以用于硅基异质结太阳电池的陷光结构。这种纳米线阵列很好的保有了单根纳米线的光吸收增强特性，可以在表面积提升不大的情况下实现极强的光吸收。通过研究该纳米线阵列中各结构因素的影响，我们可以进一步优化其陷光性能，使得仅有10微米厚晶体硅衬底的纳米线阵列就可以基本吸收完所有入射光。也就是说该纳米线阵列陷光结构可以将硅基异质结太阳电池的厚度削减到约10微米，从而提升电池效率，节约成本。最后，我们将由单晶硅/非晶硅半核壳结构推广，提出介质/非晶硅半核壳同轴纳米线阵列，用以扩展到硅基薄膜太阳电池的陷光结构。它可以减少非晶硅薄膜电池75%的吸收层厚度，大幅提升电池填充因子并降低材料成本。此外，该纳米线阵列可以通过目前常规的刻蚀和薄膜沉积工艺在较大面积上实现，且任意半导体吸收材料均可替代非晶硅用做吸收壳，这极大的拓宽了该结构的用途。
鲜映霞[9]（2013）在《纳米硅太阳电池优化设计及I-V方程显式求解研究》文中认为氢化纳米晶Si（nc-Si:H）薄膜，是制作高效率太阳电池的关键。本论文分析了影响p+（nc-Si）/i（a-Si）/n（c-Si）异质结太阳电池性能的主要因素，包括纳米硅薄膜的禁带宽度、掺杂浓度、本征层厚度以及背电场。研究结果表明，当纳米硅薄膜中掺杂浓度提高时，该层大部分区域电场强度变大，短路电流和开路电压增大，有利于提高电池转换效率，最后确定p层的掺杂浓度最好大于1×1018cm-3。当i层厚度大于30nm时，电池的填充因子FF会急剧下降，同时影响转换效率η降低，优化后的最佳厚度为10nm。最后研究了非晶硅背电场对提高电池效率的作用，引入厚度为10nm的a-Si:H（n+）背面场后，电池转换效率由21.677%提高到24.163%。AMPS软件是基于理想情况下，根据用户设定的每一层材料性质及器件边界条件，通过Poisson方程和载流子连续性方程，计算出电池的I-V特性曲线等各种性质。但是实际工作环境中，电池模型会更加复杂，而且AMPS软件的功能有限，只能对电池内部的物理特性进行模拟。后两章从I-V方程求解的角度，介绍了另外一种电池仿真模型。一般参考资料中给出的太阳电池I-V方程属于超越方程，电压电流无法通过初等函数表示出来，所以计算时要用到一些近似的方法，否则计算和推导过程会非常复杂。为了简化分析计算过程，第四章将LambertW函数加入到太阳电池I-V方程中，得到显式方程，并使用MATLAB软件建模。最后给出了4组电池组件的数据，分别使用隐式和显式公式，计算绘制出电池I-V曲线，结果证明两种表达方式差异很小。第五章介绍了如何根据太阳电池显式方程，推导出最佳负载公式。根据隐式表达式推导的计算过程非常复杂，而且公式中包含最大功率电流和电压项，使最佳负载值不能直接计算出来。但是根据最佳负载的定义，通过电压、电流的显式方程可以很快推导出其表达式，并根据参数直接求得最佳负载值。计算得到nc-Si/c-Si太阳电池的最佳负载Rlmp=6.67。最后讨论了电池的串并联电阻、理想因子、光生电流和反向饱和电流对最佳负载Rl的影响。
杨帆,刘静静,金以明,杜张李[10]（2012）在《硅基异质结太阳电池的研究现状与前景》文中提出简要介绍了当前低成本太阳电池的现状,对硅基异质结太阳电池的构成进行简要分析,简述了如HIT、a-C/c-Si、a-C/C60/c-Si以及nc-Si/mc-Si等几种高效硅基异质结太阳电池的研究,并介绍了太阳模拟软件对硅基异质结电池工艺参数的模拟结果。最后介绍了Si/Ge/Si双异质结太阳电池的制备技术,并对基于硅基异质结高效低成本太阳电池的发展进行展望。
二、纳米硅(nc-Si:H)晶体硅(c-Si)异质结太阳电池的数值模拟分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米硅(nc-Si:H)晶体硅(c-Si)异质结太阳电池的数值模拟分析（论文提纲范文）
（1）晶体硅太阳电池中载流子选择性接触材料研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 硅基太阳电池基本原理及研究现状 |
| 1.2.1 太阳电池工作原理及参数分析 |
| 1.2.2 晶体硅太阳电池效率损失机制 |
| 1.2.4 晶硅太阳电池发展历史和研究现状 |
| 1.3 硅基非掺杂异质结太阳电池 |
| 1.3.1 空穴选择性接触材料 |
| 1.3.2 电子选择性接触材料 |
| 1.4 本论文研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 PEDOT:PSS的空穴选择性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PEDOT:PSS/planar-Si电池性能研究 |
| 2.2.1 电池的制备 |
| 2.2.2 极性溶剂对PEDOT:PSS/Si电池性能的影响 |
| 2.2.3 表面活性剂对PEDOT:PSS/Si电池性能的影响 |
| 2.2.4 PEDOT:PSS厚度对电池性能的影响 |
| 2.2.5 硅片电阻率对电池性能的影响 |
| 2.3 PEDOT:PSS/textured-Si电池性能研究 |
| 2.3.1 Si-nanowires结构的制备及调控 |
| 2.3.2 Si-nanoholes结构的制备 |
| 2.4 硅烷偶联剂对Textured-Si/PEDOT:PSS接触的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 过渡金属氧化物的空穴选择性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 MoO_x薄膜的制备及其性能表征 |
| 3.2.1 热丝氧化升华沉积系统的搭建 |
| 3.2.2 MoO_x/Si接触性能的表征 |
| 3.2.3 MoO_x/a-Si:H(i)/Si接触性能的表征 |
| 3.3 氢掺杂对氧化钼薄膜的改性 |
| 3.4 WO_x/MoO_x叠层薄膜的稳定性研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 碱金属乙酸盐(AMAcs)的电子选择性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 AMAc/Si接触性能 |
| 4.2.1 实验流程 |
| 4.2.2 AMAc薄膜的电子选择性 |
| 4.3 a-Si:H(i)/AMAc复合层作为电子选择性接触 |
| 4.4 AMAc材料在太阳电池中的应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 氧化锌的掺杂及其电子选择性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ZnO掺杂及其性能调控 |
| 5.2.1 实验流程 |
| 5.2.2 ZnO的掺杂及性能表征 |
| 5.3 a-Si:H(i)/Li-ZnO电子选择性能及器件应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）超薄异质结太阳能电池理论模拟计算及分析（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 物理模型 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 窗口层厚度对电池性能的影响 |
| 2.2 窗口层掺杂浓度对电池性能的影响 |
| 2.3 窗口层光学带隙对电池性能的影响 |
| 2.4 本征层厚度对电池性能的影响 |
| 2.5 本征层带隙对电池性能的影响 |
| 3 结 论 |
（3）HAC太阳电池技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳电池发展概况 |
| 1.1.1 世界光伏市场及国内市场发展现状 |
| 1.1.2 HAC太阳电池的发展及特点 |
| 1.2 HAC太阳电池工作原理 |
| 1.3 本文研究目的与内容 |
| 第2章 HAC太阳电池关键制备技术研究 |
| 2.1 HAC太阳电池钝化层薄膜的研究 |
| 2.1.1 非晶硅薄膜的制备 |
| 2.1.2 基于多腔室连续沉积非晶硅薄膜系统的制备参数优化 |
| 2.1.3 非晶硅薄膜的光热处理研究 |
| 2.1.4 双面连续镀膜与IN、IP面间破真空分开镀膜对比研究 |
| 2.1.5 本节小结 |
| 2.2 HAC太阳电池电流传输层制备技术研究 |
| 2.2.1 ITO薄膜的制备 |
| 2.2.2 ITO薄膜基础制备参数研究 |
| 2.2.3 温度对ITO薄膜性能的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 新型HAC电池器件结构设计及制备 |
| 3.1 HACD太阳电池介绍 |
| 3.1.1 HACD太阳电池结构介绍 |
| 3.1.2 HACD太阳电池制备路线介绍 |
| 3.1.3 HACD太阳电池电极技术介绍 |
| 3.2 HACD太阳电池的制备与性能分析 |
| 3.2.1 HACD太阳电池的制备 |
| 3.2.2 HACD太阳电池结果分析与讨论 |
| 3.3 HACL太阳电池的模拟分析与结果讨论 |
| 3.3.1 HACL太阳电池 |
| 3.3.2 HACL太阳电池拟合结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 结论与展望 |
| 4.1 研究总结 |
| 4.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）高效晶体硅太阳能电池的理论模拟及其机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 太阳能电池的发展概要 |
| 1.3 硅基异质结电池概论 |
| 1.3.1 a-Si/c-Si异质结太阳电池的国内外研究现状 |
| 1.3.2 a-Si:H/c-Si异质结电池的特点 |
| 1.4 本文的研究意义和内容 |
| 第二章 太阳能电池的理论基础和基本表征参数 |
| 2.1 p、n型半导体的由来 |
| 2.2 p-n结的形成 |
| 2.3 太阳能电池的工作原理 |
| 2.4 太阳能电池的表征参数 |
| 2.4.1 太阳能电池的电路模型 |
| 2.4.2 太阳能电池的I-V曲线 |
| 2.4.3 太阳能电池的开路电压 |
| 2.4.4 太阳能电池的电流密度 |
| 2.4.5 太阳能电池的填充因子 |
| 2.4.6 太阳能电池的转换效率 |
| 2.5 太阳能电池的光谱响应和量子效率 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 HIT电池性能的模拟 |
| 3.1 AFORS-HET软件介绍 |
| 3.2 a-Si/c-Si异质结电池的模型结构和参数 |
| 3.3 模拟结果与分析 |
| 3.3.1 n~+-a-Si:H的厚度和掺杂浓度及禁带宽度对异质结电池的性能影响 |
| 3.3.2 前i-a-Si:H的厚度和禁带宽度对异质结电池的性能影响 |
| 3.3.3 p-c-Si衬底的掺杂浓度对异质结电池的影响 |
| 3.3.4 后i-a-Si:H的厚度和禁带宽度对异质结电池的影响 |
| 3.3.5 p~+-a-Si:H的厚度和掺杂浓度及禁带宽度对异质结电池的影响 |
| 3.4 TCO功函数对异质结电池性能的模拟优化 |
| 3.4.1 TCO功函数对n-a-Si:H/p-c-Si异质结电池性能的影响 |
| 3.4.2 TCO功函数对n型HIT电池性能的影响 |
| 3.5 界面态密度对异质结电池的影响 |
| 3.6 发射层内悬挂键密度对异质结电池的影响 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 TOPCon电池性能的模拟 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 TOPCon电池的工作原理 |
| 4.3 TOPCon电池的建模和参数设定 |
| 4.4 模拟结果与分析 |
| 4.4.1 高质量的SiO_2薄层厚度对电池的影响 |
| 4.4.2 钝化层SiO_2在n~+-poly-Si不同浓度下对电池性能的影响 |
| 4.4.3 SiO_2介孔密度对TOPCon电池的影响 |
| 4.4.4 界面态密度对TOPCon电池的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 温度和光强对硅基太阳能电池的影响 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 不同温度对HIT和TOPCon电池性能影响的对比分析 |
| 5.3 不同光强对HIT和TOPCon电池性能影响的对比分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 研究生期间的科研成果 |
| 致谢 |
（5）本征缓冲层厚度对纳米硅/晶体硅异质结太阳电池的影响（论文提纲范文）
| 1 实验基础 |
| 1.1 wxAMPS与AMPS-1D软件的区别 |
| 1.2 纳米硅/晶体硅异质结太阳电池结构参数设置 |
| 1.3 本征缓冲层参数设置 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 界面态密度对光伏特性的影响 |
| 2.2 本征纳米硅缓冲层(buffer层)厚度对光伏特性的影响 |
| 3 结 论 |
（6）HIT太阳能电池各层对器件影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略词对照表 |
| 第一章 背景介绍及HIT太阳能电池简介 |
| 1.1 背景介绍 |
| 1.2 HIT太阳能电池简介及特点 |
| 1.2.1 HIT太阳能电池简介 |
| 1.2.2 HIT太阳能电池特点 |
| 1.3 本文研究的内容及章节安排 |
| 第二章 HIT太阳能电池基本原理及模拟研究方法 |
| 2.1 HIT太阳能电池原理 |
| 2.1.1 HIT太阳能电池结构介绍 |
| 2.1.2 衍生结构 |
| 2.2 模拟软件介绍 |
| 2.3 软件计算方法介绍 |
| 2.4 HIT太阳能电池模拟的物理模型 |
| 2.5 模拟参数 |
| 2.6 界面态研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 各参数对传统结构HIT太阳能电池的影响 |
| 3.1 层厚对传统无本征层结构的影响 |
| 3.1.1 发射层厚度对传统无本征层结构影响 |
| 3.1.2 衬底层厚度对传统无本征层结构影响 |
| 3.1.3 背场层厚度对传统无本征层结构影响 |
| 3.2 掺杂浓度对传统无本征层结构的影响 |
| 3.2.1 发射层掺杂浓度对传统无本征层结构影响 |
| 3.2.2 衬底层掺杂浓度对传统无本征层结构影响 |
| 3.2.3 背场层掺杂浓度对传统无本征层结构影响 |
| 3.3 衬底缺陷态密度对传统无本征层结构的影响 |
| 3.4 TCO功函数对传统无本征层结构的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 各参数对单本征层结构HIT太阳能电池的影响 |
| 4.1 层厚度对单本征层结构的影响 |
| 4.1.1 发射层厚度对单本征层结构影响 |
| 4.1.2 本征层厚度对单本征层结构影响 |
| 4.1.3 衬底层厚度对单本征层结构影响 |
| 4.1.4 背场层厚度对单本征层结构影响 |
| 4.2 掺杂浓度对单本征层结构的影响 |
| 4.2.1 发射层掺杂浓度对单本征层结构影响 |
| 4.2.2 衬底层掺杂浓度对单本征层结构影响 |
| 4.2.3 背场层掺杂浓度对单本征层结构影响 |
| 4.3 衬底缺陷态密度对单本征层结构的影响 |
| 4.4 TCO功函数对单本征层结构的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 各参数对双本征层结构HIT太阳能电池的影响 |
| 5.1 层厚度对双本征层结构的影响 |
| 5.1.1 发射层厚度对双本征层结构影响 |
| 5.1.2 前本征层厚度对双本征层结构的影响 |
| 5.1.3 衬底层厚度对双本征层结构影响 |
| 5.1.4 后本征层厚度对双本征层结构影响 |
| 5.1.5 背场层厚度对双本征层结构影响 |
| 5.2 掺杂浓度对双本征层结构影响 |
| 5.2.1 发射层掺杂浓度对双本征层结构影响 |
| 5.2.2 衬底层掺杂浓度对双本征层结构影响 |
| 5.2.3 背场层掺杂浓度对双本征层结构影响 |
| 5.3 缺陷态密度对双本征层结构影响 |
| 5.3.1 发射层高斯分布缺陷对双本征层结构影响 |
| 5.3.2 前本征层高斯分布缺陷对双本征层结构影响 |
| 5.3.3 衬底层缺陷态密度对双本征层结构影响 |
| 5.3.4 后本征层高斯分布缺陷对双本征层结构影响 |
| 5.3.5 背场层高斯分布缺陷对双本征层结构影响 |
| 5.4 TCO功函数对双本征层结构影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）nc-Si/c-Si异质结太阳电池优化设计分析（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 器件结构和原理分析 |
| 1.1 器件结构 |
| 1.2 AMPS原理分析 |
| 1.2.1 薄膜硅态密度分布 |
| 1.2.2 Poisson方程和连续性方程 |
| 2 结果分析与讨论 |
| 2.1 纳米硅薄膜杂质浓度选择 |
| 2.2 本征层厚度的影响 |
| 2.3 背场对电池性能的影响 |
| 3 结论 |
（8）新型硅基异质结太阳电池结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRCT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 晶体硅/非晶硅硅基异质结太阳电池 |
| 1.2.1 晶体硅/非晶硅异质结电池发展历史 |
| 1.2.2 HIT 电池的结构与特点 |
| 1.2.3 硅基异质结太阳电池的研发现状 |
| 1.3 高效硅基异质结太阳电池的发展方向 |
| 1.3.1 改善 c-Si/a-Si 界面情况 |
| 1.3.2 优化各层电学参数 |
| 1.3.3 增加电池光吸收 |
| 1.4 选题背景和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 硅基异质结太阳电池理论计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 AFORS-HET 的物理模型 |
| 2.2.1 泊松方程和电子与空穴的连续性方程 |
| 2.2.2 边界条件 |
| 2.3 FDTD 方法基本理论 |
| 2.3.1 麦克斯韦方程及其 FDTD 形式 |
| 2.3.2 介质突变界面的等效电磁参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 硅基异质结太阳电池结构中的陷阱效应和同质异质结新结构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型 |
| 3.2.1 电池结构模型 |
| 3.2.2 a-Si 层中的缺陷态分布模型 |
| 3.3 在 p 型 a-Si 发射层中缺陷态密度的影响和陷阱效应 |
| 3.4 在本征 a-Si 缓冲层中缺陷态密度的影响和陷阱效应 |
| 3.5 同质异质结新结构太阳电池 |
| 3.5.1 研究背景 |
| 3.5.2 计算模型 |
| 3.5.3 同质异质结电池输出性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 硅基异质结太阳电池的 c-Si/a-Si 半核壳同轴纳米线阵列陷光结构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究基础 |
| 4.2.1 LMRs |
| 4.2.2 单根同轴纳米线的陷光机理 |
| 4.2.3 FDTD 模拟纳米陷光结构 |
| 4.3 c-Si/a-Si 半核壳同轴纳米线阵列 |
| 4.3.1 计算模型 |
| 4.3.2 c-Si/a-Si 半核壳同轴纳米线阵列的光吸收增强 |
| 4.4 c-Si/a-Si 半核壳同轴纳米线阵列的异质结太阳电池 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 介质/a-Si 半核壳同轴纳米线阵列陷光结构 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 介质/a-Si 半核壳同轴纳米线阵列的光吸收增强 |
| 5.3 介质/a-Si 半核壳同轴纳米线阵列的 a-Si 薄膜太阳电池 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 完成论文目录 |
| 上海交通大学博士学位论文答辩决议书 |
（9）纳米硅太阳电池优化设计及I-V方程显式求解研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 概论 |
| 1.1 太阳电池的研究和开发 |
| 1.2 纳米材料的特性和应用 |
| 1.3 太阳电池 I-V 特性 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 2 nc-Si/c-Si 异质结太阳电池介绍 |
| 2.1 纳米硅（nc-Si）薄膜的基本特征 |
| 2.2 nc-Si/c-Si 异质结太阳电池原理 |
| 2.3 影响 nc-Si/c-Si 太阳能电池效率的因素 |
| 3 nc-Si/c-Si 异质结太阳电池数值模拟 |
| 3.1 AMPS-1D 模拟软件介绍 |
| 3.2 nc-Si/c-Si 异质结太阳电池模拟 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 4 太阳电池 I-V 特性分析研究 |
| 4.1 理想条件下 I-V 方程求解 |
| 4.2 实际条件下 I-V 方程求解 |
| 4.3 太阳电池显式解的验证 |
| 5 太阳电池的最佳负载计算 |
| 5.1 理想电压源和电流源的最佳负载 |
| 5.2 实际条件下太阳电池的最佳负载计算 |
| 5.3 nc-Si/c-Si 太阳电池最佳负载 |
| 5.4 模拟参数对负载的影响 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 附录 2 攻读硕士学位期间申请的专利及获奖 |
四、纳米硅(nc-Si:H)晶体硅(c-Si)异质结太阳电池的数值模拟分析（论文参考文献）
- [1]晶体硅太阳电池中载流子选择性接触材料研究[D]. 王子磊. 兰州大学, 2021
- [2]超薄异质结太阳能电池理论模拟计算及分析[J]. 车晋,卢海江. 人工晶体学报, 2021(01)
- [3]HAC太阳电池技术研究[D]. 钟观发. 南昌大学, 2020(01)
- [4]高效晶体硅太阳能电池的理论模拟及其机理研究[D]. 周理想. 浙江师范大学, 2020(01)
- [5]本征缓冲层厚度对纳米硅/晶体硅异质结太阳电池的影响[J]. 郭群超,刘阳. 上海电机学院学报, 2019(06)
- [6]HIT太阳能电池各层对器件影响的研究[D]. 韩兴. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [7]nc-Si/c-Si异质结太阳电池优化设计分析[J]. 曾祥斌,鲜映霞,文西兴,廖武刚. 太阳能学报, 2014(09)
- [8]新型硅基异质结太阳电池结构设计研究[D]. 华夏. 上海交通大学, 2014(07)
- [9]纳米硅太阳电池优化设计及I-V方程显式求解研究[D]. 鲜映霞. 华中科技大学, 2013(06)
- [10]硅基异质结太阳电池的研究现状与前景[J]. 杨帆,刘静静,金以明,杜张李. 太阳能, 2012(13)