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国家自然科学基金(11304020): 作品数：45 被引量：51H指数：4; 相关作者：陆晓东周涛吴元庆赵洋张鹏更多>>; 相关机构：渤海大学承德石油高等专科学校中利腾晖光伏科技有限公司更多>>; 发文基金：国家自然科学基金辽宁省科技厅基金国家重点基础研究发展计划更多>>; 相关领域：电气工程动力工程及工程热物理电子电信理学更多>>

太阳电池背反镜的吸收损耗性质研究: 2016年; 基于频域有限差分法和入射光场在平板型和织构型非晶硅电池内的传输过程,详细分析了Ag背反镜的吸收性质。研究表明:导模振荡吸收和表面等离子体共振吸收是两种电池结构Ag背反镜的主要吸收机制;在长波段,平板型电池结构的导模振荡吸收和表面等离子体共振吸收均较弱,其Ag背反镜的吸收很小(小于3%),而织构型电池结构可产生较强的导模振荡吸收和表面等离子体共振吸收,其Ag背反镜的吸收较大(某些特殊波长的吸收达50%);织构型电池结构可有效拓展入射光单程通过有源层被完全吸收的波长范围。; 陆晓东赵洋王泽来宋扬张金晶; 关键词：频域有限差分法太阳电池吸收损耗

前结背接触晶硅太阳电池发射区研究: 2015年; 利用Silvaco-TCAD仿真软件全面系统地分析了发射区表面浓度(cE)、结深(xj)及发射区覆盖比率(EF)对P型前结背接触晶硅太阳电池输出特性的影响。结果表明:基于常规低成本P型晶硅衬底(利用直拉法生长,电阻率为1.5?·cm,少子寿命为10μs)的前结背接触太阳电池,其上表面发射区表面浓度及结深对太阳电池的输出特性产生显著影响。上表面发射区表面浓度和结深越大,短波入射光外量子效率越小。当上表面发射区表面浓度为1×1019 cm–3,结深为0.2μm时,电池效率高达20.72%。侧面和下表面发射区表面浓度及结深对太阳电池输出特性的影响较小。但侧面和下表面发射区覆盖比率对太阳电池的输出特性产生显著影响。侧面和下表面发射区覆盖比率越大,太阳电池外量子效率和转换效率越高。; 周涛陆晓东吴元庆刘兴辉吴春瑜; 关键词：太阳电池发射区结深量子效率

不同表面复合速率情况下IBC太阳电池发射区半宽度研究被引量：1: 2016年; 利用TCAD半导体器件仿真软件对N型插指背接触（Interdigitated Back Contact,IBC）单晶硅太阳电池发射区半宽度进行研究,全面系统地分析了在不同背表面复合速率的情况下,发射区半宽度对IBC太阳电池短路电流密度（JSC）、开路电压（VOC）、填充因子（FF）及转换效率（Eff）的影响。结果表明：随着背表面复合速率的增大,对于不同发射区半宽度的情况,IBC太阳电池JSC、VOC、FF及Eff均显著降低。当背表面复合速率一定时,发射区半宽度越大,JSC、VOC越高,而FF越低。随着发射区半宽度的增大,IBC太阳电池Eff呈现先增大后减小的变化特点。当背表面复合速率较小（50~500 cm/s）时,最优的发射区半宽度为800μm。当背表面复合速率较高（≥5000 cm/s）时,最优的发射区半宽度为1200μm。; 周涛陆晓东吴元庆李媛; 关键词：背接触太阳电池发射区半宽度

非对称电极和绒面结构对晶硅电池暗Ⅰ～Ⅴ特性的影响: 2016年; 利用有限差分法求解半导体器件基本方程的方法,通过改变栅线电极和衬底掺杂浓度,研究了织构结构和非对称电极对晶硅电池暗Ⅰ～Ⅴ特性的影响。结果表明:衬底掺杂浓度决定了织构结构晶硅电池的pn结性质,并对其暗Ⅰ～Ⅴ特性曲线产生具有重要影响;栅线电极覆盖绒面金字塔比率相同时,晶硅电池的暗Ⅰ～Ⅴ特性曲线将出现相同的分区特性,且理想因子随绒面金字塔的增加而微幅增加;栅线电极与电池底面电极构成二极管的理想因子,随金字塔周期数增加而增大,是决定晶硅电池暗Ⅰ～Ⅴ特性曲线性质的关键因素;当衬底掺杂浓度大于等于1×10^(17)时,暗Ⅰ～Ⅴ特性曲线可分成三个变化区域;当衬底掺杂浓度小于1×10^(17)时,暗Ⅰ～Ⅴ特性曲线可分成四个变化区域;同一偏压下,衬底掺杂浓度越高,暗电流越小。此外,利用pn结处于不同偏压下的总电流密度分布,详细分析了不同区域形成的物理机制。; 陆晓东宋扬赵洋王泽来张金晶

晶硅太阳电池上表面减反射膜的效果评价与分析被引量：3: 2015年; 本文首先利用Silvaco-TCAD半导体器件仿真软件建立基于优化减反射膜结构的二维晶硅太阳电池结构。然后利用传递矩阵法（TMM）,优化设计由多种常见介质膜材料组成的减反射膜结构。最后详细分析了Si O2/Si3N4和Mg F2/Zn S双层减反射膜对太阳电池性能的影响。结果表明：在400-750 nm波长范围内,Mg F2/Zn S减反射膜光反射损耗最小。在850-1200 nm波长范围内,Si O2/Si3N4减反射膜光反射损耗最小。光反射损耗越小,太阳电池量子效率和转换效率越高。减反射膜的钝化效果对晶硅电池短波段（λ〈550 nm）光谱响应影响较大。通过光吸收效果和钝化效果对减反射膜性能进行综合评价,Si O2/Si3N4减反射膜优于Mg F2/Zn S减反膜,更有利于晶硅太阳电池转换效率的提高。; 周涛陆晓东张鹏李媛; 关键词：减反射膜量子效率

直流条件下高反压大功率开关晶体管可靠性研究被引量：2: 2016年; 集电极峰值电流(I_(CM))、集电极-发射极击穿电压(V_(CEO))、最大耗散功率(P_(CM))、直流二次击穿临界电压(V_(SB))是衡量大功率晶体管可靠性优劣的重要指标。依据实际电参数指标要求,首先利用TCAD半导体器件仿真软件完成了一款基于三重扩散工艺的双极型高反压大功率开关晶体管的结构设计,然后全面系统地分析了高阻单晶硅电阻率和器件集电区厚度对I_(CM)、V_(CEO)、P_(CM)及V_(SB)影响。仿真结果表明:由器件仿真得到的电学性能满足大功率晶体管电参数指标要求,器件结构参数的选择及工艺条件的设计较合理。增大单晶硅电阻率,虽然有利于提高集-射击穿电压和器件抗二次击穿能力,但不利于集电极峰值电流和最大耗散功率的提高。增大器件集电区厚度只对集-射击穿电压的提高有利,而对集电极峰值电流、最大耗散功率及抗二次击穿能力均产生不利的影响。; 周涛陆晓东吴元庆夏婷婷; 关键词：饱和压降击穿电压二次击穿

底表面光栅结构对于红外热探测器效率影响的研究: 2017年; 红外热探测器利用敏感材料的电学特性,将吸收的热量转化为电信号由检测电路检出,但其吸收效率并不理想。利用底表面光栅结构的大反射率特性,促进红外探测器结构的二次吸收,可有效提高探测器的吸收效率。基于电磁场理论,分析了结构参数对红外光学吸收的影响,利用数值模拟的方法,并通过结构参数的优化使吸收结构在整个波长范围内平均吸收效率提高了近一倍。; 吴元庆张金晶刘春梅陆晓东周涛; 关键词：非制冷红外探测器光栅

高效背接触太阳电池反向热击穿特性研究: 2015年; 基于非等温能量平衡传输模型,利用TCAD半导体器件仿真软件对N型插指背接触(IBC)单晶硅太阳电池反向输出特性进行了仿真研究。通过光电转换效率和反向热击穿特性对IBC太阳电池的性能进行综合评价。全面系统地分析了不同衬底电阻率、发射区表面浓度、发射结结深对IBC电池反向热击穿特性和转换效率的影响。借鉴双极功率半导体器件的抗二次击穿技术并应用于IBC电池,详细分析了发射区边缘刻蚀结构对IBC电池反向热击穿特性的影响。仿真结果表明:高晶硅衬底电阻率、低发射区表面浓度有利于改善IBC电池的反向热击穿特性,但不利于电池转换效率的提高。深结发射区不仅有利于改善IBC电池的热击穿特性,而且有利于电池转换效率的提高。当发射区边缘柱面结未被完全刻蚀时,不具有改善IBC电池反向热击穿特性的作用。当发射区边缘柱面结被完全刻蚀时,随着横向刻蚀距离的增大,热击穿临界电压增大。; 周涛陆晓东吴元庆李媛; 关键词：背接触太阳电池电阻率发射区结深刻蚀

背表面场结构参数对双面太阳电池电流特性的影响: 2017年; 针对正面光照、背面光照及双面光照三种不同光照条件,利用TCAD半导体器件仿真软件全面系统地分析了背表面场结构参数对P型双面单晶硅太阳电池内量子效率(IQE)和短路电流密度(JSC)的影响。仿真结果表明:在300~700 nm短波段范围,双面光照情况下的IQE主要由BSF结构对背面光照光生载流子的影响决定。在700~1200 nm长波段范围,双面光照情况下的IQE主要由BSF结构对正面光照光生载流子的影响决定。当BSF扩散深度一定时,随着BSF表面浓度的增大,双面光照情况下JSC的变化特点与背面光照情况一致。BSF结构的变化对正面光照情况下JSC的影响较小((35)JSC=0.26×10^(–3)A/cm^2),而BSF结构参数的变化对背面光照情况下JSC的影响较大((35)JSC=10.59×10^(–3)A/cm^2),BSF结构对背面光照光生载流子的影响是导致双面光照JSC出现大幅变化的主要因素。; 周涛陆晓东吴元庆李媛; 关键词：内量子效率短路电流密度

基于非等温能量平衡模型的GTR二次击穿特性研究被引量：1: 2015年; 基于非等温能量平衡传输模型,利用Silvaco-TCAD全面系统地分析了发射区半宽度(LE)、发射区边缘刻蚀结构以及浮空发射区结构对NPN型硅大功率晶体管(GTR)直流正偏二次击穿特性的影响。结果表明:当LE为130μm时,GTR直流正偏二次击穿临界点电压(VSB)最高。对于LE为150μm的GTR,当发射区边缘横向刻蚀距离为10μm时,对直流正偏二次击穿的改善效果最好。当浮空发射区与发射区边缘间距减小到17μm时,浮空发射区开始发挥改善直流正偏二次击穿特性的作用。; 周涛裴德礼陆晓东吴元庆; 关键词：二次击穿刻蚀

国家自然科学基金(11304020)

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