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李孝峰:在光伏器件光电仿真领域“深耕细作”-亚博买球


本文摘要:近年来,大量引进了新技术、新结构和新材料体系,光伏设备呈现出越来越简单的多学科融合特征,挑战了控制其核心原理、有效设计和控制设备的工作过程。

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近年来,大量引进了新技术、新结构和新材料体系,光伏设备呈现出越来越简单的多学科融合特征,挑战了控制其核心原理、有效设计和控制设备的工作过程。但长期以来,光伏设备的设计仅限于显光预测或更低维度的载流子动力学水平。这对于未来主流没有三维强空间特征的微纳光电设备来说,似乎无法正确表现设备的实际工作状况。

苏州大学光电信息科学和工程学院李孝峰教授近年来专注于微纳光电技术的研究,取得了引人注目的成果,特别是在光电设备高精度光电建模方面构成了特色。他于2011年首次报道了基于频域和三维空间的表面等离子太阳能电池光电建模型。

该模型引进光学、半导体材料和电力学等机制,通过在频域和三维空间中积极开展电磁学和载流子输送/填充耦合运算,填补了该类设备仅限于光学和低维电学处理的缺失,大大提高了建模对实验的指导作用。除了获得全面的光电性能宏观指标外,该工作还可以了解设备频率域和三维空间内部,获得详细的光电微观参数信息,了解设备工作过程,探索基本科学原理,以及对设备的控制和优化设计获得指导信息。

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在单纳米线光电切换器件上,李孝峰课题组顺利构建了单纳米线太阳能电池二次元和三维光电设计,明确提出了许多可以实现硅基、砷化镓异质结和简单微纳结构单纳米线太阳能电池的光电性能优化设计方案。纳米结构太阳电池中,载流子填充电流过大是制约设备性能的最重要因素。该机制属于电学范畴,需要高精度的三维电学建模才能获得准确的信息。

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李孝峰带领团队博士生深入研究纳米线和纳米孔阵列太阳能电池的量子效率序列和载流子填充电流,分析了不同半导体配合和设备结构下载流子填充引起的光电流损失,为纳米结构太阳能电池的设计生产获得了详细信息。另外,为了提高太阳能电池的光收集能力,他们明确提出了一系列先进的设备微纳陷光结构设计,协助提高薄膜光电设备的光吸收和光电切换性能。最近,该课题组在光电建模模型的基础上,引进了太阳能电池的热动力学机制,构筑了光、电、热三个层次的设备模拟。

目前,这项工作取得了阶段性进展。太阳电池是典型的光电热设备,需要全面体现设备光电热呼吁的先进设备模拟技术对光电设备的研究和研究开发意义的根本性。目前,低维空间下光伏设备严格的光电热填充模拟技术是一个挑战,国内外研究同行和光伏行业应对市场需求。

李孝峰课题组在该领域累积多年,未来将不断深入研究,为中国光伏领域的基础研究、设备设计和产业发展做出贡献。


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