摘要
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P 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。
9e!vA6Fx zCt\o 建模任务
Z^+rQ.%n"& OOok hZd` 300nm~1100nm的平面波均匀光谱 4jQ'+ 2it
,9d9_c.T 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
iwU[6A b._m 8z ~ 探测器 eJHp6)2 kx:jI^ 功率(吸收功率将通过两个探测器的功率读数之差计算)
>.e+S?o 6W&_2a7* 太阳能电池
=s;M]: " !-Kd'V Q8q@Y R# *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。
Mu{BUtkzG XV>@B $hu 系统构建模块-分层的介质组件
<*<U!J-i M(enRs3`O G(/DtY] 对于涂有涂层的反射镜,我们使用分层介质组件,因为它为x和y方向不变的膜层堆栈提供了一个快速和严格的解决方案。
id ?"PD"% :_xh(W+2< 系统构建模块-膜层矩阵求解器
/ylc*3e'4 分层介质组件采用膜层矩阵电磁场求解器。该求解器在空间频域(k域)中工作。它包括:
_7"5wB?|+ 每个均质层的特征值求解器。
n*<v]1 一个用于所有界面上的匹配边界条件的s矩阵。
qM",( Bh Qqc]aVRF 特征值求解器计算每层均匀介质在k域内的电场解。s-矩阵算法通过递归匹配边界条件来计算整个膜层系统的响应。这是一种以其无条件数值稳定性而闻名的方法,因为与传统的传递矩阵不同,它避免了计算步骤中的指数增长函数。
d]SYP _fn1) b*EXIzQ
更多信息:
~}'F887 f 层矩阵(S矩阵)
m|O1QM;T j+kC-U; 系统构建模块-已采样的介质
kccWoU, !:3.D, \S ."?!U VirtualLabFusion提供一个不同材料的综合目录,可以用于膜层。也可以从测量数据中导入材料数据。
MzkkcQLK .WX,Nd3@ 系统构建模块-探测
/[=E0_t+ S_b/DO s_[VHPN 总结——组件
|yKud .tnkT;T L(G92,.
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对不同厚度的CIGS层的吸收情况
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Rm+? nlc.u}# 参考文献:J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured
G$bJ+ Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566.
]s_8A`vm )8,|-o= CIGS层厚度变化量:100/150/200nm Da.G4,vLh
吸收材料的厚度是影响电池整体效率的最重要因素之一。