GaAs纳米线阵列太阳能电池的设计与优化

编号：CPJS05261

篇名：GaAs纳米线阵列太阳能电池的设计与优化

作者：刘开贤 ;蔺吉虹 ;史建华 ;田少华

关键词：太阳能电池 砷化镓纳米线 有限时域差分 光吸收 模拟

机构： 中国传媒大学理学院,北京100024

摘要： 为了得到纳米线阵列太阳能电池的最优转换效率,通过仿真计算对GaAs轴向pin结纳米线阵列进行了结构优化.首先利用三维有限时域差分法分析了GaAs纳米线阵列的光吸收特性,并对其直径、密度等结构参量进行优化,优化后的GaAs纳米线阵列的光吸收率可达87.4%.在此基础上,利用Sentaurus软件包中的电学仿真模块分析了电池的电学性能,并根据光生载流子在纳米线中的分布,对轴向pin结结构进行优化,最终优化过的太阳能电池功率转换效率可达到17.6%.分析结果表明,通过钝化处理以降低GaAs纳米线的表面复合速率,可显著提升电池的功率转换效率,而通过减小纳米线顶端高掺杂区域的体积,可减少载流子复合损耗,从而提高电池效率.该研究可为制作高性能的纳米线太阳能电池提供参考.