近年来，COMSOL Multiphysics被广泛应用于包括太阳能电池在内的各种半导体器件的仿真分析。大多数人使用COMSOL计算太阳能电池结构中的载流子产生剖面。然而，不同器件结构(包括太阳能电池)的热分析也可以使用COMSOL的简化程序。COMSOL常被用于各种器件的热分析，如TTSV、薄膜器件、各种光电器件等。COMSOL中的传热模块是对电子元件和动力工程中的热过程进行建模的专用工具，为研究实际条件下太阳能电池中的热量分布提供了良好的环境。

实践出真知，想要COMSOL学得好，多看案例少不了！

今天我们通过对钙钛矿太阳能电池中的热量分布进行扩展的三维(3-D)模拟。具体通过COMSOL Multiphysics光-电-热耦合模块研究了传统钙钛矿太阳能电池中的温度分布。在COMSOL Multiphysics波动光学模块、半导体模块和固体传热模块的三维向导中进行仿真。

最后，添加"固体中的传热"模块来计算整个器件结构的热量分布和温度分布。对于该模块，我们添加表1中列出的各层的热导率、传热系数和热容。根据热力学定律，热量从较高温度区域移动到较低温度区域。半导体和金属中的热传导是由携带热量的电子和其他固体中的分子运动进行的，其中晶体以晶格振动的形式称为声子。热流密度与温度梯度成正比。虽然，热量是通过电池层之间的传导来传递的，但是热量通过对流从顶部电极或底部接触(通过玻璃)散发到环境空气中。这里忽略了瞬态，因为它需要一个相对较短的时间来达到稳态，在单元中的任一点或一组给定的边界条件下，温度几乎是静止的。

我们定义了研究的物理并运行了静止模式下的热模拟。然后将第一个研究中的解决方案用作第二个研究的初始条件，其中在"固体中的传输"界面中计算的温度分布通过第二个半导体材料模型节点反馈到半导体界面中使用的材料温度。

有内部生热的稳态导热微分方程控制温度分布，

为了使模块耦合，我们将从光模块获得的G_tot加入到半导体模块中，作为电子和空穴的生成速率。此外，我们还添加了焦耳和SRH复合产生的总热量。Q_tot从半导体模块进入传热模块作为一般热源。热量的计算将基于这些输入以及设置在电池内热传导和对流的边界条件。

为了耦合模块，我们将从光学模块获得的G_tot作为电子和空穴的产生速率添加到半导体模块中。此外，我们添加了由焦耳和SRH复合产生的总热量称为半。Q_tot从半导体模块进入传热模块作为通用热源。热量的计算将基于此输入，并基于单元内热传导和对流的边界条件设置。

我们首先通过一个数值求解的耦合OET模型在静止模式下使用COSMOL平台在三维方案中模拟了传统钙钛矿太阳能电池结构的热量分布。然后利用焦耳加热和肖克利-读取霍尔( SRH )模拟太阳光吸收或电流传导产生的热量和温度分布。

万丈高楼平地起，COMSOL学习靠案例，今天的案例你学会了吗？

本文来源公众号：comsol仿真交流

*博客内容为网友个人发布，仅代表博主个人观点，如有侵权请联系工作人员删除。