【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池仿真，具体涉及一种太阳能电池仿真方法、装置、计算机设备及存储介质。
技术介绍
1、topcon太阳能电池以其显著的性能优势，已被广泛应用于家庭、工业和公用事业级的光伏系统。topcon太阳能电池由多个perc电池单体和附加的隧道氧化层组成，是一个包含复杂物理变化的高度非线性系统，其效率增益机制复杂，受到光、电和材料等多物理场的影响。通常使用转换效率来描述topcon太阳能电池当前的性能状态相对于理论效率的能力，以百分比的形式来定量描述。理解topcon太阳能电池的电学特性对于更好地进行光伏系统管理至关重要，可以避免效率低下和不必要的能量损失，提高光伏系统的性能和可靠性。
2、工程中通常采用数值方法对太阳能电池的电学特性进行仿真，然而这需要较大算例，尤其是对于多太阳能电池串并联构成的光伏系统，由于数值方法仿真所需的算力内存巨大，因此难以在线使用。太阳能电池电学特性主要由jv曲线、开路电压、短路电流与填充因子进行评估，目前太阳能电池电学特性的仿真获取主要基于漂移扩散模型的数值方法、五参数等效电路方法、基于模型和数据结合的方法、蒙特卡洛方法这四类。
3、其中，漂移扩散模型的数值方法为理论基础，通过有限元、有限差分、有限体积等方法，对太阳能电池进行载流子输运的建模，然而对于大规模topcon太阳能电池系统来说，其网格与节点过多，结构复杂，每个太阳能电池所处的环境都不同，施加的电压也不尽相同，该方法虽然完全基于物理，精确，但没有考虑到多个器件串并联构成系统的算力需求，将会导致模型过于复杂而无法求解
4、五参数等效电路方法通过使用数个分立元件对太阳能电池进行模拟，由于等效电路也是基于半导体与载流子输运理论，从而能够较为准确快速地对太阳能电池的电学特性进行描述，但五参数等效电路的灵活性较差，对于新型结构的太阳能电池如topcon太阳能电池，传统的参数难以将隧穿这个物理机制囊括进来。
5、基于模型和数据结合的方法能够融合两者的优点，在工程中具有较好的应用前景。目前主要基于等效电路模型对电池的充放电过程进行描述，同时对测试获得的大量且多样化的数据集进行处理，从而估计这些模型参数，进而对健康状态进行预测。对于电池健康状态受到的多种物理因素仍然考虑不足。
6、蒙特卡洛方法在对太阳能电池进行复杂的非平衡过程(如热载流子效应、冲击电离、多光子吸收等)进行模拟时，由于这些过程涉及大量的相互作用和随机过程，蒙特卡洛方法可以提供一种有效的解决方案。但是依然面临算力消耗大等问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种太阳能电池仿真方法、装置、计算机设备及存储介质，以解决现有太阳能电池仿真方法存在的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种太阳能电池仿真方法，应用于topcon太阳能电池；该太阳能电池仿真方法包括：
3、在topcon太阳能电池的非隧穿层建立topcon太阳能电池等效电路模型；在topcon太阳能电池的隧穿层，基于wkb近似理论，计算隧穿等效电阻；基于隧穿等效电阻和topcon太阳能电池等效电路模型，确定topcon太阳能电池隧穿修正等效电路模型；利用topcon太阳能电池隧穿修正等效电路模型对topcon太阳能电池进行仿真，得到topcon太阳能电池仿真结果。
4、本专利技术提供的太阳能电池仿真方法，将隧穿等效电阻与topcon太阳能电池等效电路模型融合建立topcon太阳能电池隧穿修正等效电路模型，并利用建立的topcon太阳能电池隧穿修正等效电路模型对topcon太阳能电池进行仿真，可以快速高效的获取topcon太阳能电池仿真结果。
5、在一种可选的实施方式中，在太阳能电池的非隧穿层建立topcon太阳能电池等效电路模型，包括：
6、在非隧穿层建立topcon太阳能电池载流子输运仿真模型；利用topcon太阳能电池载流子输运仿真模型对非隧穿层的topcon太阳能电池的结构进行电学仿真，得到第一等效电路参数集；基于第一等效电路参数集建立topcon太阳能电池等效电路模型。
7、本专利技术基于建立的topcon太阳能电池载流子输运仿真模型可以更加科学、准确、详细地对非隧穿层的topcon太阳能电池的结构进行电学仿真，进一步，可以提高建立的topcon太阳能电池等效电路模型的精准度。
8、在一种可选的实施方式中，在非隧穿层建立topcon太阳能电池载流子输运仿真模型，包括：
9、获取topcon太阳能电池的结构参数；基于结构参数，建立topcon太阳能电池结构模型；基于topcon太阳能电池结构模型，经过预设方程集和预设数值方法处理，建立topcon太阳能电池载流子输运仿真模型。
10、本专利技术在确定topcon太阳能电池结构模型后，可以通过预设方程集和预设数值方法处理，得到对应的满足条件的topcon太阳能电池载流子输运仿真模型，为后续对非隧穿层的topcon太阳能电池的结构的电学仿真提供了依据。
11、在一种可选的实施方式中，基于topcon太阳能电池结构模型，经过预设方程集和预设数值方法处理，建立topcon太阳能电池载流子输运仿真模型，包括：
12、基于topcon太阳能电池结构模型，经过预设方程集中泊松方程和预设数值方法处理，确定topcon太阳能电池在非隧穿层的电势分布结果；基于topcon太阳能电池结构模型，经过预设方程集中电流连续新方程和预设数值方法处理，确定topcon太阳能电池在非隧穿层的电荷守恒结果；基于topcon太阳能电池结构模型，经过预设方程集中漂移扩散方程和预设数值方法处理，确定topcon太阳能电池在非隧穿层的载流子输运特性；基于电势分布结果、电荷守恒结果和载流子输运特性，建立topcon太阳能电池载流子输运仿真模型。
13、本专利技术通过泊松方程、电流连续新方程和漂移扩散方程可以分别得到topcon太阳能电池的在非隧穿层的电势分布结果、电荷守恒结果和载流子输运特性，为建立topcon太阳能电池载流子输运仿真模型提供了数据支持。
14、在一种可选的实施方式中，在topcon太阳能电池的隧穿层，基于wkb近似理论，计算隧穿等效电阻，包括：获取隧穿层两侧的第一电压和第二电压；在隧穿层，基于第一等效电路参数集，利用wkb近似理论建立隧穿层量子输运模型；利用隧穿层量子输运模型计算隧穿层两侧的第一隧穿电流和第二隧穿电流；基于第一电压、第二电压、第一隧穿电流和第二隧穿电流，计算隧穿等效电阻。
15、本专利技术结合wkb近似理论建立隧穿层量子输运模型，可以更加科学、准确、详细地描述topcon太阳能电池的电学特性。
16、在一种可选的实施方式中，在隧穿层，基于第一等效电路参数集，利用wkb近似理论建立隧穿层量子输运模型，包括：
17、获取载流子分布函数；基于第一等效电路参数集，经过wkb近似理论处理，得到透射系数集；基于透射系数集和载流子分布函数，建立隧穿层量子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种太阳能电池仿真方法，应用于TOPCon太阳能电池；其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在太阳能电池的非隧穿层建立TOPCon太阳能电池等效电路模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述非隧穿层建立TOPCon太阳能电池载流子输运仿真模型，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述TOPCon太阳能电池结构模型，经过预设方程集和预设数值方法处理，建立所述TOPCon太阳能电池载流子输运仿真模型，包括：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述TOPCon太阳能电池的隧穿层，基于WKB近似理论，计算隧穿等效电阻，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述隧穿层，基于所述第一等效电路参数集，利用所述WKB近似理论建立隧穿层量子输运模型，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述第一等效电路参数集，经过所述WKB近似理论处理，得到透射系数集，包括：
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用所述隧穿层量子输运模型计算所述隧穿层两侧的第一隧穿电流和第二隧穿电流，包括：
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
11.一种太阳能电池仿真装置，应用于TOPCon太阳能电池；其特征在于，所述装置包括：
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述建立模块，包括：
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一建立子模块，包括：
14.一种计算机设备，其特征在于，包括：
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至10中任一项所述的太阳能电池仿真方法。
...【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池仿真方法，应用于topcon太阳能电池；其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在太阳能电池的非隧穿层建立topcon太阳能电池等效电路模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述非隧穿层建立topcon太阳能电池载流子输运仿真模型，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述topcon太阳能电池结构模型，经过预设方程集和预设数值方法处理，建立所述topcon太阳能电池载流子输运仿真模型，包括：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述topcon太阳能电池的隧穿层，基于wkb近似理论，计算隧穿等效电阻，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述隧穿层，基于所述第一等效电路参数集，利用所述wkb近似理论建立隧穿层量子输运模型，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述第一等效电路参数集，...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙天歌，陈文超，刘冬雪，沙威，田亮，杨静，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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