Aggiornamenti del Semiconductor Module
Agli utenti del Semiconductor Module, COMSOL Multiphysics® versione 5.2a offre una nuova app per valutare i parametri di progettazione di una cella solare al silicio in un giorno e una posizione specifici. Le condizioni al contorno ideali Schottky, Thermoionic Emission e Continuous Quasi-Fermi Level sono state migliorate in termini di accuratezza dei modelli di semiconduttori e risultano economiche in termini di risorse computazionali. Gli aggiornamenti del Semiconductor Module sono descritti in dettaglio qui di seguito.Nuova app: Si Solar Cell with Ray Optics
L'app Si Solar Cell with Ray Optics combina il Ray Optics Module e il Semiconductor Module per illustrare il funzionamento di una cella solare al silicio in un giorno e una posizione specifici. Il Ray Optics Module calcola l'irradiamento luminoso medio in un giorno e in una posizione scelti dall'utente. Quindi, il Semiconductor Module calcola le caratteristiche di uscita normalizzata della cella solare con i parametri specificati dall'utente.
Le caratteristiche di uscita normalizzata vengono moltiplicate per l'irradiamento luminoso medio per ottenere le caratteristiche di uscita della cella nel giorno e nella posizione specificati, supponendo una semplice relazione lineare tra l'uscita e l'irradiamento luminoso. L'utente può quindi calcolare l'efficienza della cella solare e la quantità di energia elettrica prodotta nel corso della giornata.
Il modello sottostante è costituito da una giunzione p-n al silicio 1D con generazione del portatore e ricombinazione di Shockley-Reed-Hall. L'anodo con messa a terra è modellato come un sottile contatto ohmico depositato su un emettitore (regione n dopata). Allo stesso modo, il catodo è modellato come un contatto ohmico ideale depositato sul lato della base (regione p dopata) e collegato ad un circuito esterno.
Percorso della Application Library con l'app Si Solar Cell with Ray Optics: Semiconductor_Module/Applications/solar_cell_designer
NOTA: per eseguire questa app, sono necessari sia il Semiconductor Module sia il Ray Optics Module.
Prestazioni migliori della condizione al contorno Ideal Schottky in corrispondenza di contatti metallici
In COMSOL Multiphysics® 5.2 e versioni precedenti, era utilizzato uno schema di estrapolazione costante sui contatti metallici per la condizione al contorno Ideal Schottky. Questo richiedeva una mesh molto fitta al contorno per generare risultati con precisione accettabile. Nella versione 5.2a, viene utilizzato uno schema di estrapolazione di ordine elevato che assicura una precisione molto migliore senza la necessità di una mesh molto fitta al contorno. Ad esempio, la condizione al contorno Ideal Schottky viene applicata al contorno sinistro di un dominio rettangolare con un materiale e una densità di corrente uniformi. I seguenti grafici generati con COMSOL Multiphysics® versione 5.2a confrontano le due mesh ed i relativi risultati, che sono molto accurati e difficili da distinguere.
Prestazioni migliori per la condizione al contorno Thermionic Emission in corrispondenza di eterogiunzioni
Nelle versioni precedenti di COMSOL Multiphysics®, in corrispondenza delle eterogiunzioni veniva utilizzato uno schema di estrapolazione costante per la condizione al contorno Thermionic Emission, simile alla condizione al contorno Ideal Schottky. Questo richiedeva una mesh molto fitta al contorno per generare risultati con precisione accettabile. Nella versione 5.2a, viene utilizzato uno schema di estrapolazione di ordine elevato che assicura una precisione molto migliore senza la necessità di una mesh molto fitta al contorno.
Capacità migliorata per la condizione al contorno Continuous Quasi-Fermi Level in corrispondenza di eterogiunzioni
Formulazione più precisa dell'elettrostatica nei domini adiacenti di conservazione della carica
Impostazioni di studio ottimizzate per ridurre i tempi di calcolo dei tutorial Bipolar Transistor
Le impostazioni dello studio dei tutorial con transistor bipolare sono state ottimizzate per ridurre i tempi di calcolo. La soluzione del modello 3D non richiede più diversi giorni, ma solo qualche ora, mentre il modello 2D si risolve in pochi minuti invece che in più di un'ora.