[发明专利]两端式叠层太阳电池激光损伤效应分析方法

说明书

本发明提供了一种两端式叠层太阳电池激光损伤效应分析方法，以解决现有分析方法无法实现子PN结性能定量分析的问题。首先获取待研究两端式叠层太阳电池的暗光谱响应与外量子效率谱，然后建立子PN结并联电阻的线性方程组并对其求解，分析激光损伤前后各子PN结并联电阻变化情况，结合其与PN结内部物理量的联系，对两端式叠层太阳电池内部损伤进行分析。

技术领域

本发明涉及一种两端式叠层太阳电池激光损伤效应分析方法。

背景技术

两端式叠层太阳电池是一种高效太阳电池，其是通过将若干不同材料的单结电池串联而成，以实现太阳光谱的高效利用，提高其转换效率。

目前对于两端式叠层太阳电池激光损伤情况进行分析评价的方法主要有两种：

第一种：利用器件在光照条件下的I-V特性计算得到开路电压、短路电流、最大输出功率以及填充因子等参数，从而对器件性能损伤情况进行分析评价；

第二种：利用量子效率谱、电致发光谱等手段，分析子PN结性能变化情况，进而对子PN结的易损特性进行定性分析。2014年，任攀等人通过此两种手段，实现了三结GaAs太阳电池子PN结高温下的易损特性分析，参见文献“任攀,吴凌远,王伟平,等.高温导致三结太阳电池电致发光谱变化[J].激光与光电子学进展,2014,51(12):121602.(REN Pan,WULingyuan,WANG Weiping.Change of Electroluminescence Spectra of Solar CellsCaused by Heating[J].Laser&Optoelectronics Progress.2014,51(12):121602.)”。

以上方法均存在一定不足：第一种方法无法对子PN结的性能进行分析；第二种方法虽然可以得到子PN结易损特性，但无法对其进行定量描述。

发明内容

本发明旨在提供了一种基于暗光谱响应的两端式叠层太阳电池激光损伤效应分析方法，可用于对激光辐照前后器件子PN结并联电阻进行计算分析，以解决现有分析方法无法实现子PN结性能定量分析的问题。

本发明的基本原理构思是：

首先获取待研究两端式叠层太阳电池的暗光谱响应与量子效率谱，然后建立子PN结并联电阻的线性方程组并对其求解，分析激光损伤前后各子PN结并联电阻变化情况，结合其与PN结内部物理量的联系，对两端式叠层太阳电池内部损伤进行分析。

本发明的技术解决方案是：

本发明提供的两端式叠层太阳电池激光损伤效应分析方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)测量激光辐照前后，两端式叠层太阳电池子PN结吸收波段内暗光谱响应特性；所述暗光谱响应特性包括最大响应开路电压、最大响应短路电流以及对应暗量子效率；

设定激光辐照前后，最大响应开路电压分别为V_i和V_i′、最大响应短路电流分别为I_i和I_i′，对应暗量子效率为DEQE_i和DEQE_i′；

其中，i代表子PN结的序号，i＝1,2，···，n；

2)测量激光辐照前后，两端式叠层太阳电池子PN结吸收波段内最大外量子效率,分别记为EQE_i和EQE_i′；

3)结合步骤1)与步骤2)中测量结果，依据下式，分别建立激光辐照前后，子PN结并联电阻的线性方程组，具体如下：