摘要
pC#E_*49 =Qy<GeY j`{?OYD ^um<bWNc 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。
<$D`Z-6 L^1NY3=$ 建模任务
aC]$k'71 OAgniLv 300nm~1100nm的平面波均匀光谱 )v'WWwXY>
6fkRrD 系统来源:J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566
y6g&Y.:o g_;\iqxL 探测器 Z%gh3 'NWfBJm 功率(吸收功率将通过两个探测器的功率读数之差计算)
/p/]t,-j2 ]vAz 太阳能电池
Sj3+l7S? z0d.J1VW = }~hWL *我们假设太阳能电池是由一层带有防反射涂层的熔融石英保护的。
#$.;'#u'so y\/1/WjBn 系统构建模块-分层的介质组件
_qF+tm Lc}y<=P@ p'Y^X 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。
.j ?W>F b!+hH Hv: 系统构建模块-膜层矩阵求解器
8=!D$t\3 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:
Lc}LGq! 每个均质层的特征值求解器。
n'"/KS+_ 一个用于所有界面上的匹配边界条件的s矩阵。
&5>Kl}7 W~)}xy 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。
&eJfGt5 @JGP,445 F|`Hm
更多信息:
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层矩阵(S矩阵)
W<'m:dq zOJ%} 系统构建模块-已采样的介质
\P[Y`LYL Kf3"Wf^q &w\{TZ{ 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。
oe^ I ,Co|-DYf} 系统构建模块-探测
)Om*@;r( d z|or9& W" scV@HKu 总结——组件
Zj(AJ* r 9gW|}&- j/DzCc p7
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对不同厚度的CIGS层的吸收情况
MxKS4k "MeVE#O `>o{P/HN 参考文献:J. Goffard et al., "Light Trapping in Ultrathin CIGS Solar Cells with Nanostructured
-E[Kml~U Back Mirrors," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no. 5, pp. 1433-1441, Sept. 2017, doi: 10.1109/JPHOTOV.2017.2726566.
:@Pl pFK U4'#T%* CIGS层厚度变化量:100/150/200nm $t+,Tav
吸收材料的厚度是影响电池整体效率的最重要因素之一。