摘要
%JH_Nw.P $(mdz)Cfy :8!3*C-= ] GPz>k 太阳能电池是可再生能源领域的一种基础技术。为了
优化效率,大多数常见的设计使用
薄膜结构和具有高吸收系数的介质——因为正是这种吸收的光能最终会转化为电流。基于铜铟硒化镓(CIGS)的
太阳能电池,与基于其他
材料的电池相比,它们可以变得更薄而不损失吸收效率,因此已经很普遍地使用了。
lp%.n= '\ ii]=C(e9 建模任务
1?#p !;& O.8m%ZjD 300nm~1100nm的平面波均匀
光谱 )/i|"`)>_ W%<]_u[-} 系统来源:J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566
;7=JU^@D@ +mW$D@Pf 探测器 H5MAN,` r^tXr[} 功率(吸收功率将通过两个探测器的功率读数之差计算)
JhXN8Bq33 yt#;3 太阳能电池
=4\~M"[p >nW}zkfn KGLhl;a *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。
3 &Zx*: v^I %Wm 系统构建模块-分层的介质组件
]Sx=y< Lj* =*V Cspm\F 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。
)0V]G{QN W>s9Mp 系统构建模块-膜层矩阵求解器
4O"kOEkKT> 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:
c5+lm}R ? 每个均质层的特征值求解器。
+dpj? 一个用于所有界面上的匹配边界条件的s矩阵。
Uht:wEr "X}F%:HL 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。
i1\ /\^ JkDZl?x5 5va&N<U 更多信息:
z"C(#Y56 x 层矩阵(S矩阵)
>} (*s^!k 4zDAfi#0 系统构建模块-已采样的介质
mqc Z3lsv .wn_e=lT &Zy=vk* 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。
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.
GM% 系统构建模块-探测
A;HKR4p;8 c)YGwkY,, aq| [g 总结——组件
vX24W*7 #/=yz<B a8P6-)W p<['FRf" 对不同厚度的CIGS层的吸收情况
w:@M|O4` Ybg`Z #e|kA&+8M 参考文献:J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured
(pNng"/ Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566.
CrQ&-!Eh +~]g&Mf6o CIGS层厚度变化量:100/150/200nm %K,,Sl_
吸收材料的厚度是影响电池整体效率的最重要因素之一。