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现阶段，叠层太阳能电池是光电转换效率较高的太阳能电池之一，常应用于空间太阳能电池方向。然而，叠层太阳能电池的的效率仍未达到理想的光电转换值，如何提高叠层太阳能电池的转换效率仍然是现在研究的重要方向之一。
提高叠层太阳能电池转换效率的主要方法是增加子电池的结数，由原来的两结向多结发展，尽量使每层电池吸收的太阳光光谱接近实际太阳光的光谱，从而增加输出电压;同时尽量使每层电池的输出电流达到匹配，且不降低太阳能电池整体输出电流，使最小电流的那一层电池的电流尽量达到最佳值。
GaInNAs材料被认为是提升新一代叠层太阳能电池效率最有潜力的材料之一，由于其禁带宽度在1eV附近，应用于叠层电池能对的长波长太阳光的光谱有较好的吸收，以达到提高电池转换效率的效果。且GaInNAs材料能通过调节各元素组分使其晶格常数匹配于GaAs，从而有望避免因晶格失配而导致的电池效率下降的问题。
本文，首先利用APSYS仿真软件模拟分析了四结太阳能电池GaInP/GaAs/GaInAsN/Ge:一方面调节GaInAsN子电池的基层厚度使其短路电流达到最大;另一方面减小上层各子电池的基层厚度，提升进入GaInAsN子电池的光量，增加可以吸收的太阳能光能量，进而提升其短路电流，当上层电池与下层电池的短路电流达到匹配时，整体太阳能电池组件的短路电流输出达到提升的效果。仿真结果显示，优化后四结太阳能电池转换效率得到部分提高，而由于GaInAsN层子电池少数载流子寿命较短导致短路电流较小导致整体短路电流偏小，故由此进一步提出GaInP/AlGaAs/GaAs/GaInAsN/Ge五结太阳电池模型。
接着，本文对五结太阳能电池模型进行模拟分析，并按照上一章的优化方法优化五结太阳能电池模型以找到各电池之间最佳的电流匹配状况。根据模拟结果，此五结太阳能电池在AM0、1 sun的太阳光照下，当GaInAsN电池的基层厚度为1.3μm、GaAs电池的基层厚度为2.3μm，A(l)GaAs电池的基层厚度为2μm时，可得到较佳的电流匹配，整体元件转换效率有效提升到32％。