【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電池仿真，具體涉及一種太陽能電池仿真方法、裝置、計算機設備及存儲介質。
技術介紹
1、topcon太陽能電池以其顯著的性能優勢，已被廣泛應用于家庭、工業和公用事業級的光伏系統。topcon太陽能電池由多個perc電池單體和附加的隧道氧化層組成，是一個包含復雜物理變化的高度非線性系統，其效率增益機制復雜，受到光、電和材料等多物理場的影響。通常使用轉換效率來描述topcon太陽能電池當前的性能狀態相對于理論效率的能力，以百分比的形式來定量描述。理解topcon太陽能電池的電學特性對于更好地進行光伏系統管理至關重要，可以避免效率低下和不必要的能量損失，提高光伏系統的性能和可靠性。
2、工程中通常采用數值方法對太陽能電池的電學特性進行仿真，然而這需要較大算例，尤其是對于多太陽能電池串并聯構成的光伏系統，由于數值方法仿真所需的算力內存巨大，因此難以在線使用。太陽能電池電學特性主要由jv曲線、開路電壓、短路電流與填充因子進行評估，目前太陽能電池電學特性的仿真獲取主要基于漂移擴散模型的數值方法、五參數等效電路方法、基于模型和數據結合的方法、蒙特卡洛方法這四類。
3、其中，漂移擴散模型的數值方法為理論基礎，通過有限元、有限差分、有限體積等方法，對太陽能電池進行載流子輸運的建模，然而對于大規模topcon太陽能電池系統來說，其網格與節點過多，結構復雜，每個太陽能電池所處的環境都不同，施加的電壓也不盡相同，該方法雖然完全基于物理，精確，但沒有考慮到多個器件串并聯構成系統的算力需求，將會導致模型過于復雜而無法求解
4、五參數等效電路方法通過使用數個分立元件對太陽能電池進行模擬，由于等效電路也是基于半導體與載流子輸運理論，從而能夠較為準確快速地對太陽能電池的電學特性進行描述，但五參數等效電路的靈活性較差，對于新型結構的太陽能電池如topcon太陽能電池，傳統的參數難以將隧穿這個物理機制囊括進來。
5、基于模型和數據結合的方法能夠融合兩者的優點，在工程中具有較好的應用前景。目前主要基于等效電路模型對電池的充放電過程進行描述，同時對測試獲得的大量且多樣化的數據集進行處理，從而估計這些模型參數，進而對健康狀態進行預測。對于電池健康狀態受到的多種物理因素仍然考慮不足。
6、蒙特卡洛方法在對太陽能電池進行復雜的非平衡過程(如熱載流子效應、沖擊電離、多光子吸收等)進行模擬時，由于這些過程涉及大量的相互作用和隨機過程，蒙特卡洛方法可以提供一種有效的解決方案。但是依然面臨算力消耗大等問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種太陽能電池仿真方法、裝置、計算機設備及存儲介質，以解決現有太陽能電池仿真方法存在的問題。
2、第一方面，本專利技術提供了一種太陽能電池仿真方法，應用于topcon太陽能電池；該太陽能電池仿真方法包括：
3、在topcon太陽能電池的非隧穿層建立topcon太陽能電池等效電路模型；在topcon太陽能電池的隧穿層，基于wkb近似理論，計算隧穿等效電阻；基于隧穿等效電阻和topcon太陽能電池等效電路模型，確定topcon太陽能電池隧穿修正等效電路模型；利用topcon太陽能電池隧穿修正等效電路模型對topcon太陽能電池進行仿真，得到topcon太陽能電池仿真結果。
4、本專利技術提供的太陽能電池仿真方法，將隧穿等效電阻與topcon太陽能電池等效電路模型融合建立topcon太陽能電池隧穿修正等效電路模型，并利用建立的topcon太陽能電池隧穿修正等效電路模型對topcon太陽能電池進行仿真，可以快速高效的獲取topcon太陽能電池仿真結果。
5、在一種可選的實施方式中，在太陽能電池的非隧穿層建立topcon太陽能電池等效電路模型，包括：
6、在非隧穿層建立topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型；利用topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型對非隧穿層的topcon太陽能電池的結構進行電學仿真，得到第一等效電路參數集；基于第一等效電路參數集建立topcon太陽能電池等效電路模型。
7、本專利技術基于建立的topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型可以更加科學、準確、詳細地對非隧穿層的topcon太陽能電池的結構進行電學仿真，進一步，可以提高建立的topcon太陽能電池等效電路模型的精準度。
8、在一種可選的實施方式中，在非隧穿層建立topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型，包括：
9、獲取topcon太陽能電池的結構參數；基于結構參數，建立topcon太陽能電池結構模型；基于topcon太陽能電池結構模型，經過預設方程集和預設數值方法處理，建立topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型。
10、本專利技術在確定topcon太陽能電池結構模型后，可以通過預設方程集和預設數值方法處理，得到對應的滿足條件的topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型，為后續對非隧穿層的topcon太陽能電池的結構的電學仿真提供了依據。
11、在一種可選的實施方式中，基于topcon太陽能電池結構模型，經過預設方程集和預設數值方法處理，建立topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型，包括：
12、基于topcon太陽能電池結構模型，經過預設方程集中泊松方程和預設數值方法處理，確定topcon太陽能電池在非隧穿層的電勢分布結果；基于topcon太陽能電池結構模型，經過預設方程集中電流連續新方程和預設數值方法處理，確定topcon太陽能電池在非隧穿層的電荷守恒結果；基于topcon太陽能電池結構模型，經過預設方程集中漂移擴散方程和預設數值方法處理，確定topcon太陽能電池在非隧穿層的載流子輸運特性；基于電勢分布結果、電荷守恒結果和載流子輸運特性，建立topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型。
13、本專利技術通過泊松方程、電流連續新方程和漂移擴散方程可以分別得到topcon太陽能電池的在非隧穿層的電勢分布結果、電荷守恒結果和載流子輸運特性，為建立topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型提供了數據支持。
14、在一種可選的實施方式中，在topcon太陽能電池的隧穿層，基于wkb近似理論，計算隧穿等效電阻，包括：獲取隧穿層兩側的第一電壓和第二電壓；在隧穿層，基于第一等效電路參數集，利用wkb近似理論建立隧穿層量子輸運模型；利用隧穿層量子輸運模型計算隧穿層兩側的第一隧穿電流和第二隧穿電流；基于第一電壓、第二電壓、第一隧穿電流和第二隧穿電流，計算隧穿等效電阻。
15、本專利技術結合wkb近似理論建立隧穿層量子輸運模型，可以更加科學、準確、詳細地描述topcon太陽能電池的電學特性。
16、在一種可選的實施方式中，在隧穿層，基于第一等效電路參數集，利用wkb近似理論建立隧穿層量子輸運模型，包括：
17、獲取載流子分布函數；基于第一等效電路參數集，經過wkb近似理論處理，得到透射系數集；基于透射系數集和載流子分布函數，建立隧穿層量子本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種太陽能電池仿真方法，應用于TOPCon太陽能電池；其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在太陽能電池的非隧穿層建立TOPCon太陽能電池等效電路模型，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述非隧穿層建立TOPCon太陽能電池載流子輸運仿真模型，包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述TOPCon太陽能電池結構模型，經過預設方程集和預設數值方法處理，建立所述TOPCon太陽能電池載流子輸運仿真模型，包括：
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述TOPCon太陽能電池的隧穿層，基于WKB近似理論，計算隧穿等效電阻，包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述隧穿層，基于所述第一等效電路參數集，利用所述WKB近似理論建立隧穿層量子輸運模型，包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述第一等效電路參數集，經過所述WKB近似理論處理，得到透射系數集，包括：
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，
9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，利用所述隧穿層量子輸運模型計算所述隧穿層兩側的第一隧穿電流和第二隧穿電流，包括：
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
11.一種太陽能電池仿真裝置，應用于TOPCon太陽能電池；其特征在于，所述裝置包括：
12.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述建立模塊，包括：
13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述第一建立子模塊，包括：
14.一種計算機設備，其特征在于，包括：
15.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使計算機執行權利要求1至10中任一項所述的太陽能電池仿真方法。
...【技術特征摘要】
1.一種太陽能電池仿真方法，應用于topcon太陽能電池；其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在太陽能電池的非隧穿層建立topcon太陽能電池等效電路模型，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述非隧穿層建立topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型，包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述topcon太陽能電池結構模型，經過預設方程集和預設數值方法處理，建立所述topcon太陽能電池載流子輸運仿真模型，包括：
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述topcon太陽能電池的隧穿層，基于wkb近似理論，計算隧穿等效電阻，包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述隧穿層，基于所述第一等效電路參數集，利用所述wkb近似理論建立隧穿層量子輸運模型，包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述第一等效電路參數集，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫天歌，陳文超，劉冬雪，沙威，田亮，楊靜，
申請(專利權)人：中國長江三峽集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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