^

O programu

Optični simulator SunShine temelji na enodimenzionalnem delno-koherentnem modelu za razširjanje svetlobe v tankoplastnih strukturah z gladkimi in nano-hrapavimi spoji. Razvit je bil predvsem za optimizacijo tankoplastnih silicijevih sončnih celic z nanohrapavimi spoji.

 

 

Ključne lastnosti

• združena modela za koherentno direktno in nekoherentnno sipano  svetlobo
• skalarna teorija sipanja za nanohrapave spoje z možnostjo korekcije faktorja sipanja
• izbira več internih funkcij kotne odvisnosti sipanja in možnost vnosa eksternih
• vključitev do treh nekoherentnih plasti 
• enostaven grafični vmesnik za sproten izris in sledenje rezultatov
• vgrajen optimizator parametrov glede na kratkostični tok

 

Demo verzija

SunShine Demo (ZIP arhiv)

^

Opis

Področje uporabe

Simulator je bil v osnovi razvit z namenom analize in izboljšav tankoplastnih silicijevih sončnih celic z nanohrapavimi površinami z naključnim značajem hrapavosti (amorfnih, mikromorfnih in večspojnih)[1], [2], [4]. Poleg tega, je bil simulator uspešno apliciran tudi na druge tipe tankoplastnih sončnih celic, med njimi CdTe in CIGS [5]. Razvit je bil pristop uporabe simulatorja na elektrokemijskih sončnih celicah [6]. Nadalje, v model so bili vključeni tudi plazmonski efekti kovinskih nanodelcev [3]. 

Z vključitvijo opcije treh nekoherentnih plasti v večplastno strukturo je simulator uporaben tudi na področju konvencionalnih celic na osnovi rezin, npr. konvencionalnih Si, GaAs in heterospojnih HIT celic.  

Optični siimulator SunShine je povezljiv z električnimi simulatorji, npr ASPIN in ASA (namensko prilagojene izhodne datoteke).

 

Model

Razvit semi-koherenten model združuje širjenje direktne (pravokotne spekularne) svetlobe v obliki elektromagnetnega valovanja po celi strukturi, med tem ko sipano svetlobo širimo kot nekoherentne žarke. Osnovo za določitev faktorja sipane svetlobe na nanohrapavih spojih predstavljajo enačbe skalarne teorije sipanja. Možna je kalibracija na realne razmere. Kotno porazdelitev sipane svetlobe izbere ali določi uporabnik za primer odbite in prepuščene svetlobe na nekem spoju. Vrednosti so lahko funkcija vpadnega kota in rms hrapavosti površine. Model omogoča tudi korekcijo totalne odbojnosti posameznih spojev (npr. zaradi hrapavosti).

Osnovni vhodni podatki: struktura z debelinami in kompleksnimi lomnimi količniki plasti, rms hrapavosti spojev, korekcijski faktorji za sipanje in totalno odbojnost, kotne funkcije sipane svetlobe

Osnovni izhodni parametri: valovno odvisna absorpcija po posameznih plasteh, odbojnost in prepustnost strukture, krajevni potek svetlobnih generacij, kratkostični tok po plasteh

Več o modelu lahko najdete v znanstveni monografiji [1].

 

Navodila za uporabo

User Manual SunShine v1.2.8

^

Reference

Objave

1. KRČ, Janez, TOPIČ, Marko. Optical modeling and simulation of thin-film photovoltaic devices. New York: CRC Press, 2013. XIII, 258 str., ilustr. ISBN 978-1-4398-1849-7. ISBN 1-4398-1849-5.
2. KRČ, Janez, LIPOVŠEK, Benjamin, TOPIČ, Marko. Light management in thin-film solar cell. V: LÓPEZ, Ana Belén Cristóbal (ur.), VEGA, Antonio Martí (ur.), LÓPEZ, Antonio Luque (ur.). Next generation of photovoltaics : new concepts, (Springer series in optical sciences, ISSN 0342-4111, 165). Berlin; Heidelberg: Springer, cop. 2012, str. 95-129.
3. SCHMID, Martina, KLENK, R., LUX-STEINER, M. Ch., TOPIČ, Marko, KRČ, Janez. Modeling plasmonic scattering combined with thin-film optics. Nanotechnology, ISSN 0957-4484, Jan. 2011, vol. 22, no. 2, str. 1-10.
4. ZEMAN, Miro, KRČ, Janez. Optical and electrical modeling of thin-film silicon solar cells. Journal of materials research, ISSN 0884-2914, Apr. 2008, vol. 23, no. 4, str. 889-898.
5. KRČ, Janez, MALMSTRÖM, Jonas, SMOLE, Franc, TOPIČ, Marko. Determination of light scattering properties of Cu(In,Ga)Se2 films for solar cells. V: 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 6-10 June 2005, Barcelona, Spain. Proceedings of the international conference. München: WIP - Renewable Energies, cop. 2005, str. 1831-1834.
6. TOPIČ, Marko, ČAMPA, Andrej, FILIPIČ, Miha, BERGINC, Marko, OPARA KRAŠOVEC, Urša, SMOLE, Franc. Optical and electrical modelling and characterization of dye-sensitized solar cells. V: 19th International Photovoltaic Science and Engineering Conference and Exhibition (PVSEC-19), Korea, 9-13 November 2009, (Current applied physics, ISSN 1567-1739, Vol. 10, iss. 3, suppl. 1). New York: Elsevier, 2010, str. 425-430.

 

Uporabnki

Kaneka Corp. Japonska, Bosch GmbH Nemčija, Schott GmbH Nemčija, LG Display Co. Ltd. Koreja, EPFL IMT Neuchatel Švica, Helmholz Zentrum Berlin Nemčija, SCN Uni. Kitajska in ostali.