Моделирование и расчёт тепло- и фотофизических характеристик высокоэффективных кремниевых солнечных элементов
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh-2019-i3-7Ключевые слова:
фотовольтаика, кристаллический кремний, двусторонний фотоэлемент, математическая физикаАннотация
С целью исследования и сравнения физических характеристик высокоэффективных кремниевых солнечных элементов с односторонней и двусторонней генерацией носителей были произведены расчёты распределения температурного поля и распространения света в ячейках, имеющих стандартную архитектуру гетероструктурного кремниевого солнечного элемента на основе перехода «аморфный кремний-кристаллический кремний», также известного как HIT. Было показано, что по сравнению с односторонним солнечным элементом двусторонний элемент менее подвержен нагреванию. При этом, количество света, проникающего в двусторонний солнечный элемент, превышает количество света, проникающего в односторонний элемент, благодаря присутствию альбедо на уровне 17%. В свою очередь, возможность фотоэлектрического преобразования излучения альбедо играет важную роль в повышении суммарной выработки электроэнергии в двусторонних солнечных элементах и демонстрирует их существенное преимущество по отношению к односторонним фотопреобразователям.
Библиографические ссылки
2 A.B. Vasileva, N.A. Tikhonov, Integralnye uravneniya, (Sankt-Peterburg: Lan', 2009). (in Russ).
3 A.V. Omelchenko, Metody integralnyh preobrazovaniy v zadchah matematicheskoy fiziki, (Moscow, MCNMO, 2010), 181 p. (in Russ).
4 G.C. Rota (ed.), Encyclopedia of Mathematics and its Applications, (Addison-Wesley, 1976).
5 J. Crank, P. A. Nicolson, Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, Cambridge University Press, 43 (1), 50-67 (1947).
6 A. Einstein, Annalen der physik, 322 (8), 549-560 (1905).
7 P. Wilmott, The mathematics of financial derivatives: a student introduction, (Cambridge university press, 1995).
8 R.K.M. Thambynayagam, The diffusion handbook: applied solutions for engineers, (McGraw Hill Professional, 2011).
9 N.S. Tokmoldin, N.A. Chuchvaga, Technical Physics, 62 (12), 1877-1881 (2017).
10 N.A. Chuchvaga, Journal of Physics: Conference Series, IOP Publishing, 993 (1), 012039 (2018).
11 R.A. Street Hydrogenated amorphous silicon, (Cambridge university press, 2005).
12 R. Swanepoel, Journal of Physics E: Scientific Instruments, 16 (12), 1214 (1983).
13 D.E. Carlson, C.R. Wronski, Applied Physics Letters, 28 (11), 671-673 (1976).
14 W.E. Spear, P.G. Le Comber, Solid state communications, 17 (9), 1193-1196 (1975).
15 M.H. Brodsky, M. Cardona, J.J. Cuomo, Physical Review, 16 (8), 3556 (1977).
16 J. Lofberg, IEEE international conference on robotics and automation (IEEE Cat. No. 04CH37508), 284-289 (2004).
17 J. Löfberg, YALMIP: A toolbox for modeling and optimization in MATLAB, Proceedings of the CACSD Conference, 3 (2004).
18 R. Stangl, M. Kriegel, M. Schmidt, 2006 IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conference, IEEE, 2, 1350-1353 (2006).
19 D.A. Kiryanova, A.K. Bondarenko, and K.N. Afonina, Analiz spectr poglasheniya gibridnykh nanokompozitnykh
materialov na osnove nanochastic serebra v matrice polivinilovogo spirta, Nauchnoe soobshestva studentov XXI stoletiya, Estestvennye nauki, 7(32). URL: http://sibac.info/archive/nature/7(32).pdf (data obrasheniya: 18.04.2019). (in Russ).
20 U. Kreibig, L. Genzel, Surface Science, 156, 678-700 (1985).
21 R.H. Doremus, The Journal of Chemical Physics, 42 (1), 414-417 (1965).
22 H. Ehrenreich, H. R. Philipp, B. Segall, Physical Review, 132 (5), 1918 (1963).
23 E.T. Arakawa, M.W. Williams, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 29 (5), 735-744 (1968).
24 A.Ya. Dzhumaev, Analiz vliyaniya temperatury na rabochiy rezhim photoelektricheskoi solnechnoi stancii, Tekhnicheskienauki ot teorii k praktike, 46, 33-40 (2015). (in Russ).
