微晶硅薄膜太阳电池因具有晶体硅电池的高稳定性和薄膜电池成本低、制备工艺简单等优势,被视为未来太阳电池的发展方向。经过近十几年的研究,微晶硅薄膜及其电池的制备技术已取得了较大进展,电池效率不断提高。不过,当前该领域的研究工作主要集中在实验方面。为了更好地理解微晶硅薄膜太阳电池的工作原理,优化电池结构,从而指导实践,我们采用计算机模拟的方法对p-i-n结构的单结微晶硅（μc-Si:H）同质结薄膜太阳电池进行了研究。本文采用Burgelman等人开发的太阳电池电容模拟软件（简称SCAPS）对p-i-n结构的单结微晶硅（μc-Si:H）同质结薄膜太阳电池进行了数值模拟。重点研究了本征层的缺陷态密度和厚度以及窗口层的厚度和掺杂浓度对电池的伏安（J-V）特性和光谱响应的影响。最后简单分析了“光陷阱”对太阳电池性能的影响,并计算了在理想情况下单结微晶硅薄膜电池的效率。得到的主要结论如下:（1）本征层缺陷态密度对电池性能有至关重要的影响。随着本征层缺陷态密度N_t的增加,电池的光谱响应显著变差,各性能参数(开路电压V_OC、短路电流密度J_SC、填充因子FF和效率η)均单调下降。（2）随着本征层厚度的增加,电池在长波段的光谱响应逐步改善,但该层过厚则导致中波段的光谱响应急剧下降;电池的开路电压V_OC和填充因子FF单调下降,短路电流密度J_SC和效率η先增大后减小;在缺陷态密度为1.0×10¹⁶/cm³的条件下,本征层厚度为1.5μm～2.0μm时电池的性能较为理想,效率达到7.0%以上。（3）电池的最佳本征层厚度随该层缺陷态密度的增加逐渐减小。当本征层缺陷态密度N_t从1.0×10¹⁵/cm³增加到5.0×10¹⁷/cm³时,最佳本征层厚度从3.5μm减小到0.5μm,相应的电池最高效率η也从10.51%下降到3.49%。（4）p型窗口层的厚度对短波段的光谱响应及短路电流密度J_SC和电池效率η有较大影响。随p层厚度的减小,短波段的光谱响应明显改善,同时短路电流密度J_SC和电池效率η显著增大。（5）当p层掺杂浓度N_a在较低的范围内时,随着N_a的增大,电池在中短波段的光谱响应明显改善,开路电压V_OC、短路电流密度J_SC、填充因子FF和效率η均快速增大;继续增大N_a,上述各性能参数基本趋于饱和,一旦p层形成“死层”则会导致短路电流密度J_SC和效率η下降。本模型中,p层的N_a值取为1.0×10¹⁸/cm³～1.0×10¹⁹/cm³时电池的性能较好。（6）引入“光陷阱”后,电池的短路电流密度J_SC和效率η明显改善,而开路电压V_OC和填充因子FF则变化不大。（7）在理想情况下,由本论文的电池模型得到的单结微晶硅薄膜电池最佳效率为15.43%。