1.4  InGaN多结太阳能电池的研究背景及原因

以前，人们普遍认为InN的禁带宽度为1.9eV，但是最近研究表明，InN的禁带宽度在0.7eV左右，由于GaN的禁带宽度是3.4eV，这样，改变InGaN中的IN组份，就可以实现禁带宽度在0.7eV~3.4eV之间的连续可调，如果加上AIN（其禁带宽度为6.2eV），则改变In和AI的组分可以实现禁带宽度在0.7eV~6.2eV范围内的连续可调性。多结太阳能电池之所以转换效率可以大大得提高，最根本的原因就是对太阳光谱不同区域的选择性吸收，而这正是通过对禁带宽度的优化选择实现的，这样，当它用于多结太阳电池时，能够实现最优化的禁带宽度组合，从而使转换效率达到最高，目前已经制造出来的砷化镓三结太阳能电池主要是由Ge、GaAs、GaInP三结组成，而InGaN通过改变In的组分就可以实现禁带宽度的连续可调。文献综述

多结太阳能电池的主要用于是为了宇宙空间站或者卫星等太空产品提供的长期电源，所有相对于硅更易于光生载流子的产生，高电子迁移率有助于电子和空穴的分离。而且这些材料的抗辐射能力都比较好。其具有高转换效率的优点总有一天会在商用中得到发挥。

1.5 论文主要研究工作及目的

 本论文第一章是绪论，主要介绍了当前太阳能电池的研究背景，包括太阳能电池的发展概况，以及研究InGaN多结太阳能电池的意义；第二章主要是讲解太阳能电池的基本原理，同时也阐释了一下后面仿真时用到的太阳能辐射光谱和太阳常数；第三章和第四章是本分的重点，其中第三章主要研究了太阳能电池仿真中用到的GaN和InGaN材料的参数模型，一个重点是折射率参数n和消光系数k的模型建立以及计算结果与实验值进行对比的分析。此外，第三部分还总结了太阳能电池仿真中用到的其他材料参数，如禁带宽度等；第四章是本分核心内容，首先讲解了太阳能电池的设计原则，然后分别建立了单结、双结、三结太阳能电池的结构模型，然后利用了MATLAB进行仿真；第五章是本文的总结和展望。