[發明專利]一種包含完整多結化合物太陽能電池結構的子結分析方法

有效

• 申請號: 201711281801.X
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN109902316B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 楊猛
• 申請（專利權）人: 上海壘芯半導體科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/3323;G06F30/367
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 鄧文武

本發明公開了一種包含完整多結化合物太陽能電池結構的子結分析方法，包括以下步驟：將其它子結的左右兩側虛擬地“切掉”，使其陽極和陰極正好在單結電池結構的兩側摻雜區域；得到各個子結的仿真結構圖；得到各子結性能隨著其吸收區材料的陷阱密度的變化曲線圖；確定各個子結得到和實驗測量值一樣的短路電流所需要的陷阱密度，確定各子結對陷阱俘獲截面的敏感度的大小，確定電流限制結；調整其它子結的陷阱參數，使得最終的開路電壓和實驗值一樣；進行整個實驗測量結果的仿真擬合；分析其它子結的擬合缺陷密度和達到限制電流所需的缺陷密度之間的關系，對沒有達到的子結進行優化。本發明方法簡單、能夠準確地反映各個子結在完整電池中的真實行為。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種方法簡單、能夠準確地反映各個子結在完整電池中的真實行為的包含完整多結化合物太陽能電池結構的子結分析方法。

背景技術

仿真分析是多結太陽能電池研究的有效方法。目前對多結太陽能電池進行仿真分析的手段主要是基于子結的分離式仿真，具體來說是借助PC1D?AMPS和APSYS等軟件對各子結進行單獨的基于半導體漂移擴散理論的數值模擬，分析各個子結電池的性能受到材料屬性變化的影響，如材料少數載流子壽命對子結I-V曲線的影響，少子壽命對I-V曲線的影響圖如附圖1所示。

在分離式分析完子結后，有的利用附圖2所示的電路仿真，將各個子結電池的I-V曲線運用到等效電路中進行綜合考量，得到多結太陽能電池的總I-V曲線，如附圖3所示；也有利用APSYS等軟件，在基于子結數值仿真的基礎上，進行完整的多結太陽能電池數值仿真，如附圖4所示。

現有的對多結太陽能電池研究的方法存在以下缺點：

1、目前的方法一方面比較繁瑣，需要對各個子結電池進行分離式仿真分析后再將完整的多結太陽能電池整合起來分析整體性能，這種拆分式工作對于仿真來說顯得不夠直觀，并且在分析各子結之間對光吸收相互影響的時候不能夠一步到位，顯得非常低效，進一步講，對于多結太陽能電池尤其是四結甚至更多結的大批量分析來講顯得不夠便利；

2、另一方面尤其重要的是，由于太陽光入射到多結太陽能電池中后是一連串的聯動行為，這種分離式仿真分析不能夠準確地反映各個子結在完整電池中的真實行為，在仿真完整多結結構的時候也很難直接評估各子結之間是否達到了電流匹配(current-matching)等條件使得電池性能達到了最佳。

綜上，目前需要一種新型的對包含完整多結化合物太陽能電池結構的分析方法，以滿足生產需求。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明的目的是提供一種包含完整多結化合物太陽能電池結構的子結分析方法，其是針對于多結太陽能電池尤其是目前四結電池以及未來五結甚至六結電池的可靠的子結分析方法，其一方面要比前人的方法更方便更簡單，另一方面能夠快速準確地分析各個子結在完整多結結構中的真實表現，從而實現在大批量分析需求下的時間高效性。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供了一種包含完整多結化合物太陽能電池結構的子結分析方法，其包括以下步驟：

S1、將多結太陽能電池外延薄膜結構的各個子結相對的其它子結的左右兩側虛擬地“切掉”，使得其陽極和陰極正好在單結電池結構的兩側摻雜區域；

S2、得到各個子結的仿真結構圖；

S3、分析多結太陽能電池的各子結的性能，得到各子結性能隨著其吸收區材料的陷阱密度的變化曲線圖；

S4、根據所述曲線圖，確定各個子結得到和實驗測量值一樣的短路電流所需要的陷阱密度，確定各子結對陷阱俘獲截面的敏感度的大小，進而確定可以作為電流限制結的子結；

S5、調整其它非電流限制結的子結的陷阱參數，使得最終的開路電壓和實驗值一樣；