1. 研究目的与意义
1.研究背景
随着生产力的飞速发展，全世界对能源的需求正在猛烈地增长，经济发展对能源的依赖越来越严重。传统的能源(如煤、石油等)都是不可再生的资源，经过多年的开釆之后，这些能源的储量目前都在一天天地减少，终有一天会用完。另外，修筑水力发电站会破坏生态平衡，化石燃料燃烧会产生大量的废气，不仅造成大气的污染，还使得全球的气候越来越反常，这些环境问题目前也引起了各国政府的高度重视。因此，人们希望开发一种绿色的可再生能源来改变当前人类的能源结构，使得各国可以维持长远的可持续发展。
在这当中，太阳能凭借其独特的优势引起了人们密切的关注。首先，太阳能 是取之不尽，用之不竭的。太阳是一座巨大的氢核发电站，太阳中氢的质量约为 2.2X1027吨，以目前产生核能的速率计算，足够维持60亿年。地球每年从太阳吸收的能量约为60亿千瓦小时，这相当于地球每年消耗能源的1万倍。也就是说，只要把太阳到达地表1%面积上的能量以1%的效率利用的话，全球的能源问题就基本解决了。同时，太阳能是一种完全绿色的能源，不会对生态以及环境造成什么危害。太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的器件，它的出现使得存储和使用太阳能成为了可能。然而，由于一直没有找到最理想的材料，使得太阳能电池的转换效率不够高。目前使用得最广泛的太阳电池一般采用第一代半导体材料Si。1954年，美国贝尔电话实验室制造出了第一个Si太阳电池，其转换效率为6%，从那以后，人们就一直在追求更高效的太阳电池，到目前为止，实验室中单晶Si太阳电池的转换效率可以达到24.5%,而多晶Si太阳电池的转换效率可以达到19.8%，用在太空中的太阳电池目前多釆用转换效率更高的第二代半导体材料InGaAsP系列。目前，单结的GaAs太阳电池转换效率可以达到25.7%,单结的InP太阳电池转换效率可以达到 19.9%。
2. 研究内容和问题
1、研究基本内容
本论文主要叙述研究InGaN太阳电池的背景，介绍了、太阳电池的工作原理、器件结构以及性能参数。本文还对器件进行了理论模拟，对InGaN材料进行退火实验，研究 InGaN薄膜上不同金属接触的光电转换性质以及MS、 MIS结构太阳电池原型器件的制备。通过改变In组分获得禁带宽度不同的材料。讨论不同结构对电池的开路电压，短路电流，转换效率等参数的影响。
2、解决的难题
3. 设计方案和技术路线
1、研究方法
文献研究法：搜集、整理、总结文献，并通过对文献的分析和研究，从而对事实形成科学认识的方法。通过阅读大量文献，查阅现有书籍资料、网络资料，特别是通过在中国知识资源总库、万方数据库及在学校图书馆中检索资料，通过对这些文献资料的分析和研究，以便更好的指导本文的研究。
软件仿真：基于Silvaco TCAD软件仿真InGaN太阳电池结构。研究结构参数对器件电学特性的影响。在掌握InGaN太阳电池器件结构特性的基础上，通过改变In组分获得禁带宽度不同的材料。讨论不同结构对电池的开路电压，短路电流，转换效率等参数的影响。
4. 研究的条件和基础
五、研究条件和基础
掌握Silvaco TCAD软件中工艺命令语句的编写，会熟练运用Deckbuild、Athena、Atlas以及Tonyplot仿真器件，了解GaN基HEMT器件的结构和性能。在对相关资料进行收集后通过与指导教师的进一步沟通,初步确定论文选题方向和所要论述的内容。
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