论文总字数：17761字

摘 要

伴随着工业文明的快速发展，人类对于化石能源的需求急剧增长。化石能源消耗与日俱增，环境污染也是日趋严重，根据科学家们的预测，如果按照现有的消耗速度继续消耗下去，地球上的化石能源仅能供人类再使用200年，而伴随着化石能源的枯竭，环境问题的恶化人类文明也必将终结。因此，人类不得不开始将目光转向清洁的可再生能源。而在众多清洁能源中，太阳能不仅资源丰富且取材方便，价格低廉更成为重中之重。

相比较其他太阳能电池，碲化镉（CdTe）太阳能电池成本电更低，效率相更高，甚至在很多方面可以同传统的电力系统媲美，因此可以肯定地说碲化镉（CdTe）太阳能电池的规模化发展，将对于世界各国解决偏远地区，贫困地区的电力供应问题有着重要意义。

本篇论文的目的在于，了解并掌握太阳能模拟软件wxAMPS,学习利用模拟软件wxAMPS对碲化镉（CdTe）太阳能电池进行模拟仿真。研究碲化镉（CdTe）薄膜厚度、温度以及其他相关参数对太阳能电池输出效率和转化效率的影响。

综合结果表明：

1. 在环境温度300K，光照环境AMPS条件下，碲化镉（CdTe）膜层厚度为2.93um时，碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池输出效率及转化效率最大，相应转化效率达到18.0101%。
2. 在控制膜厚，迁移率，参杂浓度等其他条件不变的情况下，碲化镉（CdTe）太阳能电池的转化效率随温度的升高而缓慢降低。

关键词：wxAMPS、碲化镉（CdTe）太阳能电池、转化效率、模拟仿真

Simulation of solar cell with simulation software

Abstract

With the end of the second industrial revolution, fossil fuel consumption dramatic increase, and environmental pollution has become increasingly serious. According to the predictions of scientists, Fossil energy for human re-use only 200 years,accompanied by the depletion of fossil fuels. And the human civilization will end arising from the deterioration of environmental problems . So scientists pay attention to cleaning, renewable new energy. And solar energy as an inexhaustible use of clean energy, for its material is convenient and low prices,become a top priority.

CdTe solar cell costing lower than other solar cells, is gradually approaching, Even in many ways can be comparable with the traditional power system. But its efficiency is relative high..Therefore its development is of great significance for the solution of China's western poor areas of power supply .

This paper aims to study the use of solar simulation software wxAMPS, and the use of simulation software wxAMPS cadmium telluride (CdTe) solar cells to simulate. The effects of CdTe film thickness and other related factors on the efficiency of solar cells were also studied.

The results show that:

1. CdTe solar cell arrises at the best output state ,when the thickness of CdTe was 400nm, and the corresponding conversion efficiency is achieved 18.0101% ,when the ambient temperature was 300K and the illumination environment was AMPS.
2. When other conditions remain unchanged, the conversion efficiency of CdTe solar cells increases with temperature.

Key Words: wxAMPS；CdTe solar cell；conversion efficiency；Simulation

目录

第1章 绪 论 - 1 -

1.1 选题背景 - 1 -

1.2 太阳能电池的发展史 - 3 -

1.3 太阳能电池的模拟研究： - 4 -

第2章 太阳能电池的基本理论 - 5 -

2.1 太阳能电池的原理 - 5 -

2.1.1 PN结 光生伏特效应的概述 - 5 -

2.1.2 P-N结 - 5 -

2.1.3 太阳能电池模型 - 6 -

2.2 太阳能电池的主要参数和影响输出效率的因素 - 7 -

2.2.1 太阳能电池的主要参数 - 7 -

2.2.2 影响太阳能电池输出特性的几个关键因素 - 8 -

2.3 关于模拟软件wxAMPS的介绍 - 9 -

2.3.1 WxAMPS原理和算法依据 - 9 -

2.3.2 WxAMPS界面介绍和使用步骤 - 10 -

2.4 - 11 -

第3章 碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池的模拟仿真 - 12 -

3.1 CdTe太阳能电池的相关介绍 - 12 -

3.1.1 CdTe太阳能电池的优势和研究意义 - 12 -

3.1.2 碲化镉（CdTe）太阳能电池的构造解析 - 13 -

3.2 模拟与分析 - 14 -

3.2.1 CdTe层薄膜厚度对CdTe太阳能电池性能的影响 - 14 -

3.2.2 温度对太阳能电池性能的影响 - 20 -

第4章 结 论 - 23 -

参考文献 I

绪 论

选题背景

伴随着工业文明的快速发展，人类对于化石能源的需求急剧增长。化石能源消耗与日俱增，环境污染也是日趋严重，根据科学家们的预测若果按照现有的消耗速度继续消耗下去，地球上的化石能源仅能供人类再使用200年，而伴随着化石能源的枯竭，环境问题的恶化人类文明也必将终结。因此，人类不得不开始将目光转向清洁的可再生能源。而在众多清洁能源中，太阳能不仅资源丰富且取材方便，价格低廉更成为重中之重。如图 1‑1所示太阳能利用情况占据所有能源的44%，相信未来太阳能电池将会占据更加广阔的能源市场。

图 1‑1新能源利用情况对比图

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