论文总字数：17124字

摘 要

CdTe电池作为当今最适合的光伏吸收材料之一，具有十分光明的前景。半透明电池的研究可以丰富并改进当今太阳能电池的研究和使用范围。不过现阶段关于半透明碲化镉太阳能电池理论较少，研究也较略显迟缓，具体应用相对而言更少。为了深化对CdTe电池的理论认识，以改善性能。本文叙述了半透明碲化镉电池的制造方法和研究进展，并且利用SCAPS的模拟软件来模拟分析半透明碲化镉电池的性能。根据半透明碲化镉电池的具体结构，利用TFCalc软件计算其透明度。理解其中的某些半导体参数对电池性能的影响。其中主要研究CdTe吸收层和前接触电极厚度对透过率的影响，进而研究电池的转换效率和透明度。

关键词：CdTe 吸收层 半透明 模拟分析 透明度

Simulation of semitransparent cadmium telluride cell performance

Abstract

CdTe cells as the most suitable one photovoltaic absorbing material, has a very bright future.The study of semitransparent battery can enrich and improve the research and application of solar-cells.But about semitransparent CdTe solar-cell research, relatively little . The research also slightly more significantly retardation，relatively less specific application。In order to deepen understanding of the theory of CdTe cells, in order to improve performance. This paper introduces the research progress of the preparation methods of CdTe cells with semitransparent. And using SCAPS simulation soft-ware to simulate and analyze the performance of semitransparent CdTe cells. And according to the specific structure of the semitransparent CdTe cells. Using TFCalc soft-ware to calculate its transparency. Understanding the effects of certain semiconductor parameters on the performance of the cells. The main research CdTe absorption layer and the thickness of the front contact electrode influence on the transmissivity. Further study the conversion efficiency and transparency of the battery.

Key words: CdTe absorber layer；Semitransparent；Simulation analysis；Transparency

目 录

摘 要

Abstract

第一章 文献综述

1.1引言

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究进展与现状

1.2 碲化镉电池的工作原理

1.3 碲化镉电池的结构

1.4 碲化镉电池的制备

1.4.1 电化学沉积法

1.4.2 近空间升华法制备CdTe薄膜

1.4.3 溅射制备

1.4.4 喷涂热分解法

1.5 碲化镉电池性能的影响因素

1.6 碲化镉电池的特点

1.6.1 优势

1.6.2缺陷

1.7 选题意义

第二章 理论模拟

2.1. SCAPS的模拟软件

2.1.1 SCAPS的模拟软件介绍

2.1.2 理论基础

2.1.3 软件模拟步骤

2.2 TFcalc模拟程序介绍

第三章 数据处理与分析

3.1 CdTe层厚度

3.2前接触电极TCO（SnO2）厚度

3.3背接触功函数（AZO功函数）

第四章 结论与展望

4.1结论

4.2展望

参考文献

致 谢

第一章 文献综述

1.1引言

1.1.1 研究背景

进入21世纪之后，世界上的能源消耗越来越严重，人类的发展和生活越来越离不开能源，现在的消费主要以化石能源为主。但是世界经济发展过快，人与环境的平衡得到破坏，而且世界经济在现在仍然处在高速持续快速发展的阶段。由于平衡被破坏，形成能源供不应求的情形，能源现如今的储量完全不足以支撑未来的生活，而且现今对环境的无节制开发使用，对于各种能源的使用造成了严重的环境污染，生态环境变的越来越差。有权威人士预测，如果按照目前的消耗情况，石油和天然气等不可再生能源至多维持50-60年，煤炭也只能勉强保持一二百年的使用。现阶段地球上的任何一种不可在生的能源，都面临枯竭。化石燃料过度开采使用所带来的能源危机，对中国来说，更是燃眉之急。资料表明，中国的化石能源将先于世界枯竭。因此，我们正面临重大的能源挑战,。能源与中国的生存和发展休戚相关。

人类日益增长的需要是现今地球上的化石能源储量无法满足的 . 不过随着我们对能源的需求日益加剧, 同时也对环境的保护，提出了越来越高的要求。因此，为了维护人类的生存与发展,也为了持续我们的和谐与繁荣，寻找替代能源已成为今后发展的重中之重^[1]。

硅是一般的太阳能电池的重要材料，具有生产能力完整，技术娴熟，使用时间长等优点，被作为世界上许多国家研究的重点，不过目前依然有转换效率低，材料消耗大，成本高等缺点，限制了其大规模生产与应用。因为无法满足人们的需求，于是便转而研究各种可再生能源，因此太阳能电池便产生了。碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池在现阶段在许多同类电池中中是相对比较有有代表性的一种类型。

CdTe作为一种新兴电池结构，它具有转换效率高，材料消耗较低，附件混合物成本低，，有稳定的性能等优点，如今获得了越来越广泛的应用。

如今，晶体硅作为重要的太阳能电池的原材料，有了十分广泛的应用。不过，硅现阶段并不能够作为最合适的电池材料材料，因为光的吸收效果和效率很低，硅材料的厚度现在的技术不能低于100um，造价很高。实验室里现阶段的转换效率最高已经达到了24.7%，多晶硅太阳能电池为19.8%，不过这样做的缺点是成本相当高。现阶段，仅仅只发展晶体硅电池并不能与常规能源进行完美更新换代。因此需要研究效率较高，成本较低，性价比较好的太阳能电池，所以研究新的功能材料用以制造太阳能电池变得非常必要^[2]。

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