文献综述与调研报告:(阐述课题研究的现状及发展趋势,本课题研究的意义和价值、参考文献)
研究现状及发展趋势:
目前世界上使用的最常规的能源主要是来自于煤,石油,天然气等不可再生的化石燃料。随着不可再生能源一天天的减少,寻求新能源已经是迫在眉睫。这时人们将目光投向了水力,风力,太阳能等可再生能源,希望通过这些可再生能源来改变人类的能源结构和维持长远的可持续发展。这其中又以太阳能的总量最大、分布最广泛,是目前人们研究和开发的重点。
锗和硅属于同族元素,晶锗的禁带宽度0.67ev,小于晶硅的1.12ev。非晶锗也是一种能够调节太阳电池光谱响应的半导体材料,但由于其禁带宽度过窄,所以人们对于锗的研究没有太多的热情。但是在非晶硅或者微晶硅薄膜材料中掺入锗元素后,硅锗薄膜材料就能够在不牺牲可见光吸收的前提下,提高太阳电池在近红外光谱的响应范围,提高光吸收,最终使得硅锗合金太阳电池的转换效率提高。正因为这种硅中掺杂锗而成的合金对光具有高吸收系数,并且能够有效增加对长波段光的吸收,因此可以使吸收层制作得很薄,这样载流子的传输距离更短更有利于收集,从而能够得到较高的填充因子,同时也减轻了光致衰减效应。
研究意义和价值:
我国是一个能源生产和消耗的大国,并且由于我国自身的国情等客观因素,更加剧了我国能源替代形势继续转变的严重性和紧迫性。再加上化学染料的稀少,那么如何让我国在未来有更加便利的的能源也是我们所要考虑的事情。因为太阳能的各项优点,太阳电池将会在我国未来的新能源供应中占据极为重要的位置。经调查发现目前市场上占绝大数份额的太阳能电池基本都是以单晶、多晶硅为原料,而我们所研究的以非晶硅锗合金作为原料的太阳能电池,基于径向结结构与吸收层材料两个方向进行探索,相对于目前市场上的太阳能薄膜电池而言具有禁带宽度可调和光谱响应范围可拓宽,吸收层厚度更薄等优点,并且可以与现有光伏电池工艺技术完全兼容,是一种新材料与新工艺相结合的电池积极而有价值的探索,具有很好的研究与应用情景。
参考文献:
1. Fan,Q.H., et al., High efficiencysilicon–germanium thin film solar cells using graded absorber layer. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2010. 94(7): p. 1300-1302.
2. Lundszien,D., F. Finger, and H. Wagner, Band-gapprofiling in amorphous silicon–germanium solar cells. Applied PhysicsLetters, 2002. 80(9): p. 1655.
3. Gordijn,A., et al., Highly stable hydrogenatedamorphous silicon germanium solar cells. Electron Devices, IEEETransactions on, 2002. 49(5): p.949-952.
