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组件光学

用于组件的光学模型有两种类型。第一种是”简单”模型,其中组件有效区域被视为均匀的电池块,使用查找表来定义表面光学特性。第二种是”复杂”模型,其中可以详细定义 3D 光学特性。

有关差异的更多详细信息,请参阅此视频:Module types overview

有关组件光学的以下假设适用于两种模型:

  • 任何材料都没有空间变化。

  • 组件内的所有太阳能电池都是相同的。

  • 连接汇流条(在组件顶部和底部)的触点不会影响组件的光学行为。

  • 光学特性与温度无关。

  • 在光线追踪过程中组件上没有污垢(它在后续的 JL 求解中应用)。

简单组件对有效区域使用简化的光学模型1,可选地与组件边框的定义相结合。有效区域的模型忽略了组件内的许多 2D 空间变化(例如,边缘和半切板中心区域的白色空间)。

有效区域的表面通过查找表建模,该表定义了作为光束与组件之间角度的函数的入射光的分数:

  1. 反射(R),
  2. 寄生吸收损失(Alost),以及
  3. 有用吸收以贡献光生电流(Again)。

在简单组件中定义有效区域表面光学特性有四个选项:

  1. 从材料计算 RAT(θ):带有薄膜涂层的光学材料代表与空气的第一个界面。使用 500 nm 光创建查找表,以解决反射和吸收作为 θ 值列表(0、10、20、30、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、88、89)的函数。薄膜涂层中的吸收被视为损失,并贡献给 Alost。任何未反射的其他光被视为有用的,并贡献给 Again。可以为反射光定义额外的散射分布(有关散射模型的描述,请参见第 5.5 节)

  2. 从表插值 RAT(θ):用户直接在表中输入 R、Alost 和 Again 的值与入射角的关系。

  3. 从表插值 RAT(λ):R、Alost 和 Again 的值被视为具有波长依赖性,但没有角度依赖性。用户输入此波长依赖性的单一定义。这可以包括固定值(即独立于波长和入射角)。

  4. 从表插值 IAM(θ):选项 2 的简化版本,其中没有光被反射,用户定义一个表来定义 Again 与入射角的关系。这是在视角因子分析中使用的模型,是通常在 pan 文件中定义的一组值。

R、Alost、Again 的查找表被归一化并在一组离散入射角处定义。在光线追踪期间使用线性插值来确定任何给定光线角度要使用的确切值。

简单组件应用波长相关的标量(短路电流缩放因子),使用定义的 QE 曲线将光线追踪的光谱吸收模式转换为组件电流。

请参阅详细方法:简单光学模型中的组件电流缩放

对于复杂组件,定义了组件的完整结构,并在所有层和界面中求解光学特性,如基本光学中所述。

组件的定义包括边框、支架、封装材料(玻璃、玻璃 ARC、EVA、背板)、金属汇流条、边缘间距、电池间距和太阳能电池。太阳能电池定义包含金属电极(形状、材料、布局)、表面纹理(例如直立随机金字塔纹理)、薄表面涂层(SiNx、SiO2、a-Si、SiOxNy、AlOx 等)和吸收层厚度。

可以为简单复杂组件添加组件边框。边框应用于有效区域的外部。

有关更多详细信息,请参阅边框和支架输入的说明。

  1. 组件的有效区域是包括电池、玻璃、EVA、背板的区域,其中光的吸收可能导致电流的产生。