武汉理工大学《专业课程设计3（半导体物理）》课程设计说明书
由此可以看出界面态密度对n/p型高效异质结太阳能电池性能影响非常大。为了获得较高效率的太阳能电池应该尽量降低界面态缺陷密度，使其低于1012cm-2·eV-1。
η-Dit302520η//1050101112131415log(Dit)/cm-2·eV-1图14 界面态对能量转换效率的影响
FF-Dit9085FF//?75706560101112131415log(Dit)/cm-2·eV-1图15界面态对填充因子的影响
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Voc-Dit700650Voc/mv60055050045040010111213log(Dit)/cm-2·eV-11415图16界面态对开路电压的影响
Jsc-Dit4540Jsc/mAcm-23530252015101112131415log(Dit)/cm-2·eV-1图17界面态对短路电流的影响
4.5调试结论
运用Afors-het程序模拟计算了不同本征层厚度、本征层能隙宽度、发射层厚度、以及不同界面态密度等参数等对n/p型异质结太阳能电池性能的影响。
结果表明,在其它参数条件不变的情况下,插入较薄本征层,有利于转换效率增加,但本征层厚度过厚时将导致短路电流密度减少、填充因子与能量转换效率也随之降低。
本征层能隙宽度的变化对短路电流影响很大,随能隙宽度增加,短路电流先增加,但当能隙宽度大于某一特定值时,短路电流饱和后减小。
界面态密度的增大会导致开路电压迅速下降，以及能量转换效率的减小。故在设计时
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要尽量减小界面态密度以提高电池的性能。
最终，通过对每一层各个参数的不断研究，不断优化，按照如图18~图20的参数设置，设计出了能量转化效率高达23.76%的n/p型高效异质结太阳能电池。如图21所示。
图18 a-Si(n)层参数的设置
图19 a-Si(i)层参数的设置
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图20 c-Si(p)层参数的设置
图21 经过优化参数后得到的电池性能
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5心得体会
本次以“高效的n/p型高效异质结太阳能电池的模拟”为题的课程设计内容充实，不仅使我在课堂上学习到的内容得到了复习与巩固，而且还对我学习使用新软件提供了很大的帮助，起到了很大的作用。虽然之前通过一些课程学习对本次课程设计的题目有一点了解。但是对于做到设计出高效的n/p型高效异质结太阳能电池来说，则需要更加细致的掌握专业知识以及更加熟练得利用软件进行研究才能够做得到。在使用Afors-het的过程中，遇到了一些功能使用方面的问题，通过与同学们相互探讨，相互学习，对于软件的使用方法有了一定程度的掌握。并且可以顺利解决本次课程设计面临的难题。因此同学间的互相帮助对与高效得完成任务起到了相当大的帮助。
在软件调试的过程中，我通过查阅资料，翻阅课本以及在软件本身功能的帮助下，顺利得模拟出了一些参数变化对于n/p型高效异质结太阳能电池性能的影响。并且通过不断的优化，使得我最终得到了较为理想能量转化效率。由此我不禁感叹此次用于n/p型高效异质结太阳能电池模拟的软件功能之强大。毕竟如果进行实物研究的话，需要很大的成本，而一款小小的软件即可帮助人们完成繁重的研究任务。因我总结出如果能够较好地掌握一些软件的使用方法将对我们的学习与研究很起到巨大的推动作用。
本次以n/p型高效异质结太阳能电池的模拟为题的课程设计在陈老师的指导帮助下得以顺利完成，在此感谢陈老师！
6参考文献
[1]刘恩科,朱秉升,罗晋生.半导体物理学(第7版).电子工业出版社,2008 [2]王庆有.光电技术(第二版).电子工业出版社,2008 [3]汪文杰，曾学文，施建华.光电技术.科学出版社，2009
[4]任丙彦，王敏花，刘小平.AFORS-HET软件模拟N型非晶硅/P型非晶硅异质结太阳电池.太阳能学报，2008,01-0125-05
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