产生率分布

生成剖面（generation profile）描述了太阳能电池中电子–空穴对的产生速率 $G$ 随深度的变化，其单位为 cm⁻³s⁻¹。在 SunSolve 中，$G$ 既作为距离太阳能电池最上表面的距离 $z$ 的函数计算，也作为距离正面最近点的距离 $\zeta$ 的函数计算。

你可以在 Inputs → Options 标签页中勾选 Generation profiles 启用该求解器。启用后，输入面板底部会出现一个额外部分，用于选择哪些薄膜和层被包含在生成剖面计算中。

生成剖面是一个可选输出。当启用生成剖面计算时，SunSolve 的光线追迹通常会变慢约 2–5 倍，因此建议只在确实需要剖面时才启用此选项。

Z 与 Zeta

下面的图像有助于解释 $z$ 和 $\zeta$ 之间的区别。第一幅图展示了 $z$ 和 $\zeta$ 的定义，并给出了在点 1（电池体内）和点 2（位于金字塔内部）发生光生载流子的示例；第二幅图给出了带纹理电池中 $\zeta$ 的等值线；第三幅图则对比了在电池表面为平面（空心符号）和表面为随机正立金字塔纹理（实心符号）时的 $G(z)$ 和 $G(\zeta)$。

当正面表面为平面时，$G(z)$ 和 $G(\zeta)$ 是相同的；而当正面具有纹理时，它们则不同。

还需注意，$G$ 是相对于电池总面积（而不是纹理局部面积）来定义的。这就是为什么当 $z$ 小于纹理样品中金字塔的高度时，$G(z)$ 会随 $z$ 的减小而降低。尽管在金字塔内的硅区域中局部产生速率可能很高，这里的 $G(z)$ 是在整个电池面积上定义的（即包括金字塔之间的空隙），而不仅仅是金字塔内部的面积。我们如此定义 $G(z)$ 的原因在于，使 $G(z)$ 和 $G(\zeta)$ 的积分相同，并等于电池中被吸收的电流密度 $J_{\text{A,cell}}$：

$$\int_{0}^{W}G(z)dz = \int_{0}^{W'}G(\zeta)d\zeta = J_{\text{A,cell}},$$

其中，$W$ 表示包括正面和背面纹理高度在内的电池总厚度，$W'$ 则表示包括背面纹理高度但不包括正面纹理高度在内的厚度。因此 $W' \leq W$。

确定 $G(\zeta)$ 的主要目的是将一个三维问题（例如金字塔内部的产生速率分布）转化为可供 PC1D、Quokka 和 Sentaurus 等半导体求解器使用的一维生成剖面。对于半导体求解器而言，一维的 $G(\zeta)$ 剖面比三维剖面更易于导入；在大多数情况下，它们的精度也足够高，因为少数载流子通常会朝最近的表面迁移，在表面复合或被与表面共形的 pn 结收集。