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SunSolve

模拟选项

选项标签页包含决定计算范围和详细程度的顶层仿真设置。这些设置影响其他标签页上可用的输入以及产生的输出。

器件配置

Section titled “器件配置”

器件配置决定仿真的范围。有四个选项可用：

  1. 太阳能电池：无论晶圆形状如何，电池之间都没有间距。结构可以有多层（例如，玻璃、EVA、硅）。电学模型求解单个太阳能电池。

  2. 单元电池组件：光线追迹求解单个单元电池。可以包括电池之间的间距，但不能包括边框。如果边缘条件（见下文）设置为”100% 反射率”，则求解单元电池组件等同于求解所有电池的光学行为相同的无限大组件。修改组件中的电池数量会影响电学行为，但不会影响光学行为。

  3. 组件：仿真完整组件。可以包括电池之间的间距和边框。修改组件中的电池数量会同时影响光学和电学行为。光线追迹确定每个电池中的产生电流，SPICE 电路仿真确定由此产生的电学行为。该电学求解器考虑了非均匀产生电流，因此也考虑了”电学失配”。

  4. 系统：仿真由一个或多个组件组成的系统。有关更多信息，请参阅系统配置。

如果你想仿真没有边框的组件，并且对电学失配不感兴趣，请使用”单元电池组件”。这样你可以使用更少的光线来确定组件的电学行为。（在标准照射条件下，大多数组件设计的电学失配可以忽略不计。）

如果你想仿真带边框的组件和/或想要考虑电学失配，请使用”组件”。请确保使用足够数量的光线进行仿真，以最小化由于光线追迹的随机性质而导致的电学失配——增加光线数量，直到失配损失（在 JV 输出标签页上提供）收敛到所需的分辨率。

附加计算

Section titled “附加计算”

这些可选求解器在启用时会生成额外的输出。启用它们会增加仿真时间。

  • 启用电学求解器：激活 SPICE 电路求解器以计算 IV 曲线、功率输出和失配损失。任何电学输出都需要启用此选项。

  • 启用电学修改器：允许将修改器应用于单个电池或电池组，以模拟局部阴影、退化或制造变异。仅在启用电学求解器且器件配置设置为基于组件的选项时可用。

  • 启用颜色求解器：计算照射区域的平均颜色。

  • 产生剖面：计算电池（和薄膜，如果需要）中深度分辨的产生剖面。启用后，产生剖面的附加输入将显示在复选框下方。

  • 包含探测器：启用光学探测器，该探测器记录用户定义接受角内的光线。

  • 为 Quokka3 求解：创建与 Quokka3 兼容的输入文件。

高级选项

Section titled “高级选项”

  • 每层薄膜中的吸收：计算薄膜堆叠中每个单独薄膜的吸收。此选项始终启用。

  • 包含 FCA：启用在任何层中包含自由载流子吸收（FCA）的选项。

  • 可变薄膜厚度：启用为任何薄膜定义空间变化厚度的选项。

光线追迹设置

Section titled “光线追迹设置”

这些设置控制光线追迹引擎。默认值适用于大多数仿真。

  • 每次运行的光线数：要追迹的光线总数。更多的光线可以减少结果中的统计噪声，但会增加仿真时间。

  • 追迹偏振：选择光线追迹期间如何处理光线偏振。

在显示高级选项下可以使用其他设置：

  • 每包光线数：每个计算包中追迹的光线数量。
  • 每条光线的最大反弹次数：光线在被终止之前可以经历的最大反射次数。
  • 强度阈值：强度低于此阈值的光线将被终止。

光谱范围

Section titled “光谱范围”

定义光线追迹仿真的波长范围和分辨率：

  • 最小波长：要追迹的最短波长。
  • 最大波长：要追迹的最长波长。
  • 波长间隔：波长区间之间的间距。

仿真边界

Section titled “仿真边界”

边缘界面设置决定光线到达仿真结构的垂直边缘时的行为。有两个选项可用：

  • 理想吸收器（100% 吸收率）：任何与仿真边缘相交的光线都会被吸收且不会返回。此设置用于仿真具有有限数量电池的组件，其中到达组件边缘的光会损失。

  • 理想反射器（100% 反射率）：任何与仿真边缘相交的光线都会被镜面反射，其强度不会发生任何变化。此设置用于仿真具有无限多个太阳能电池的组件——使用此选项的单元电池组件在光学上等同于无限阵列的相同电池。

Quokka3 设置

Section titled “Quokka3 设置”

启用为 Quokka3 求解后，会出现用于配置 Quokka3 输出的附加设置。将 SunSolve 结果用于 Quokka3 的推荐方式是使用 *.sun 文件。SunSolve 运行完成后，可以使用导出输出 → SunSolve for Quokka3 下载 *.sun 文件。

求解类型下拉列表提供四个选项。对于双面选项，将使用扫描，这会使仿真消耗的光线数量加倍。

  1. Text-Z（单面）：应用单个正入射光源并仅求解正面光学。Quokka 中的产生模式使用”Text-Z”模型。
  2. Text-Z（双面）：应用正入射光源并分别求解正面和背面各一次。Quokka 中的产生模式使用”Text-Z”模型。
  3. 产生剖面（任意辐照度）：可以定义任何类型和数量的光源。Quokka 中的产生模式使用”defined-generation”模型。
  4. 产生剖面（双面分析）：应用正入射光源并分别求解正面和背面各一次。Quokka 中的产生模式使用”defined-generation”模型。

选项 (1) 和 (2) 在 SunSolve 中求解光谱分辨的电池光学，光照在 Quokka3 中定义，这限制了 SunSolve 中可用的光源设置。选项 (3) 和 (4) 要求 Quokka3 中的光源与 SunSolve 中定义的光源完全匹配，从而允许任意光源配置。选项 (3) 和 (4) 仅对高级用户可用。

用户还可以使用 Quokka3 求解选项导出光学路径长度增强 (z) 与波长的关系。使用求解类型 (1) 或 (2)，然后在导出输出窗口中选择”Optical pathlength enhancement (z)“选项。