CST仿真實例：太陽能薄膜頻譜吸收率

太陽能薄膜的功率吸收可用光頻電磁波在介質(zhì)材料中的損耗來計算。本案例計算非晶硅的功率吸收，然后考慮真實太陽頻譜，計算有效吸收頻譜。 

用太陽能單元模板，時域求解器： 

材料庫提取四個材料，非晶硅（a-Si）, 氧化鋅（ZnO）,銀（Silver）和氧化銦錫（Indium Tin Oxide。需要安裝好CST材料拓展包?！?/p>

添加一個玻璃材料：

下面建模，先畫銀底，對齊WCS，然后畫個二維金屬，選中表面：

用Extrude拉成梯形：

將三個部分相加成一個：

然后復(fù)制上移，材料為氧化鋅，先不做布爾運(yùn)算。

將氧化鋅復(fù)制上移，材料為非晶硅，不做布爾運(yùn)算。

將非晶硅復(fù)制上移，材料為氧化銦錫，trim三次就只保留最上層的氧化銦錫。 

最后檢查之前的重疊，判斷高亮點部分和另外一個的關(guān)系，選擇insert或trim，最后形成四層的結(jié)構(gòu)。 

截面是這樣的：

將WCS貼到上方，畫玻璃方塊作為表層：

邊界是電和磁，中間可添加電和磁對稱： 

添加端口： 

添加E場監(jiān)視器： 

加密網(wǎng)格：

求解器開始:

仿真結(jié)束后，power loss可見非晶硅為主要的吸收電磁波功率的材料，端口激勵為0.5 W均值，所以總體的吸收率還是比較高的：

下面我們導(dǎo)入太陽頻譜數(shù)據(jù)：

數(shù)據(jù)本身是歸一化的，橫坐標(biāo)是波長（納米）：

將該數(shù)據(jù)與我們的功率吸收曲線相乘，即可得到有效的太陽能吸收率了：

小結(jié)：

1.    太陽能薄膜作為光學(xué)元件仿真的一類，CST有模板可用。

2.    E場監(jiān)視器計算介質(zhì)損耗就夠。

3.    太陽頻譜數(shù)據(jù)網(wǎng)上有。