【摘 要】
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铜铟镓硒（Cu（In,Ga）Se2,CIGS）太阳能电池是一种极具潜力的高效薄膜太阳能电池,同时具有高效率、性能稳定的优异特点。CIGS太阳能电池可以通过调节CIGS吸收层中镓含量（Ga/（Ga+In）,GGI）来调整其光学带隙,达到提高开路电压的同时又不损失短路电流的目的。Ga含量改变对器件性能的影响是复杂的,最显著的是随着GGI变化引起的缺陷变化。为了探究更为合适的GGI梯度,本文采用器件模拟
【基金项目】
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北京市自然科学基金（2192045）； 国家自然科学基金（61775013）； 国家自然科学基金（62075006）； 《柔性铜铟镓硒薄膜太阳能电池和组件的成套研发》,国家重点研发计划（批准号:2018YFB1500200）；
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铜铟镓硒（Cu（In,Ga）Se2,CIGS）太阳能电池是一种极具潜力的高效薄膜太阳能电池,同时具有高效率、性能稳定的优异特点。CIGS太阳能电池可以通过调节CIGS吸收层中镓含量（Ga/（Ga+In）,GGI）来调整其光学带隙,达到提高开路电压的同时又不损失短路电流的目的。Ga含量改变对器件性能的影响是复杂的,最显著的是随着GGI变化引起的缺陷变化。为了探究更为合适的GGI梯度,本文采用器件模拟仿真的方法,探究不同GGI梯度情况下缺陷对CIGS太阳能电池的影响,并设计了一种更高效率的新型GGI梯度模型,为实验提供理论依据和研究方向。具体研究内容如下:（1）探索了“V”型GGI梯度情况下,GGI变化引起的缺陷变化对器件性能的影响。首先,根据已有的实验和模拟结果,确定了缺陷密度梯度随GGI梯度变化的范围。进而,分析了“V”型梯度中,不同位置缺陷密度的变化对器件整体性能参数的影响和规律,并探究了引起光伏参数和器件内部载流子变化的作用机理,为“V”型GGI梯度优化提供了优化方案。最优“V”型的GGI梯度下电池模拟效率达到了26.35%。（2）提出了一种新型的CIGS太阳能电池GGI梯度,即“U”型GGI梯度,它是对已经建立的高效“V”型GGI梯度的改进。我们比较了不同缺陷密度情况下“V”型梯度和“U”型梯度器件性能,并探索了其内部载流子机制。最后针对“U”型梯度模型进行优化,得出最优的GGI梯度分布,模拟最高效率达到了25.75%。
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