摘要
~.|_ RdN q,%st~ CvdN"k J.%IfN 太阳能电池是可再生能源领域的一种基础技术。为了
优化效率,大多数常见的设计使用
薄膜结构和具有高吸收系数的介质——因为正是这种吸收的光能最终会转化为电流。基于铜铟硒化镓(CIGS)的太阳能电池,与基于其他
材料的电池相比,它们可以变得更薄而不损失吸收效率,因此已经很普遍地使用了。
,#K'PB4 E ),!qTjD 建模任务
=EsavN +w~oH = 300nm~1100nm的平面波均匀光谱 _"{Xi2@H
d_P` qA 系统来源:J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566
{.]7!ISl5 z(~_AN M4, 探测器 &5R&k0i r 1.>m@Slr> 功率(吸收功率将通过两个探测器的功率读数之差计算)
ji="DYtL 3(UVg!t 太阳能电池
6dYMwMH Xwtqi@zlE 2A!FDr~cdT *我们假设太阳能电池是由一层带有防反射涂层的熔融石英保护的。
8?C5L8) &nK<:^n 系统构建模块-分层的介质组件
dF2RH)Ud I`#JwMU;m 4Po_-4 对于涂有涂层的反射镜,我们使用分层介质组件,因为它为x和y方向不变的膜层堆栈提供了一个快速和严格的解决方案。
8cQ'dL`( d d;T-wa} 系统构建模块-膜层矩阵求解器
*z2s$EZ 分层介质组件采用膜层矩阵电磁场求解器。该求解器在空间频域(k域)中工作。它包括:
K<J9~ 每个均质层的特征值求解器。
S]{oPc[7 一个用于所有界面上的匹配边界条件的s矩阵。
@o.I ;}*N L:x-%m%w 特征值求解器计算每层均匀介质在k域内的电场解。s-矩阵算法通过递归匹配边界条件来计算整个膜层系统的响应。这是一种以其无条件数值稳定性而闻名的方法,因为与传统的传递矩阵不同,它避免了计算步骤中的指数增长函数。
3gf1ownC Qwc"[N4H fc@A0Hf
更多信息:
B7%U_F|m 层矩阵(S矩阵)
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CL M^I(OuRMeI 系统构建模块-已采样的介质
[00m/fT6 xN(|A}w :hA#m[ VirtualLabFusion提供一个不同材料的综合目录,可以用于膜层。也可以从测量数据中导入材料数据。
3uMy]HUQ dqAw5[qMJ 系统构建模块-探测
!&\INl-Z w*Ihk) 2Rz 总结——组件
H)&R=s <-0]i_4sK @ .KGfNu
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对不同厚度的CIGS层的吸收情况
0BsYavCR mVmGg, cj@koA' 参考文献:J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured
H[|~/0?K Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566.
$ulOp;~A% y?!"6t7& CIGS层厚度变化量:100/150/200nm |'2d_vR
吸收材料的厚度是影响电池整体效率的最重要因素之一。