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采用Silvaco TCAD模拟器对微晶硅叠层太阳电池的性能研究
摘要： 本文研究了微晶硅叠层太阳能电池（非晶硅：氢化非晶硅/a-Si:H/微晶硅：氢化微晶硅/μc-Si:H）在串联（两端：2T）和独立（四端：4T）电连接方式下的数值模拟。研究采用Silvaco TCAD仿真软件进行，同时考虑了标准全球太阳光谱（AM1.5G）下工作的电池初始（未退化或退火）状态与光致退化状态（非晶硅中著名的Staebler-Wronski效应）。在两个子电池的本征（i）层厚度及载流子迁移率的影响下，对2T和4T器件进行了优化。通过增加两个子电池的i层厚度，2T微晶叠层电池显示出最优转换效率??分别为10%（初始状态）和7.77%（退化状态）。4T结构在初始状态下表现出相对更好的??值10.94%，退化后仅降至9.59%。通过提高自由载流子迁移率（尤其是顶部电池i层），进一步改善了2T和4T电池的输出参数。由此4T器件也实现了更优的??值，初始状态达12.31%，退化后仅降至11.43%。而2T结构达到的改进效率分别为初始状态11.87%和退化状态10.41%。
关键词： 数值模拟、微形态、串联太阳能电池、微晶硅氢合金（μc-Si:H）、非晶硅氢合金（a-Si:H）
更新于2025-09-11 14:15:04
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选择性激光熔化过程中铺粉的数值模拟研究
摘要： 由于选择性激光熔化（SLM）成形过程涉及切片的快速熔融与凝固，该工艺对粉末层的致密性、均匀性与平整度要求极高?；诶肷⒃椒ǎ帕＝哟チδＰ?、颗粒碰撞判断算法及颗粒运动方程）并结合SLM铺粉工艺，开展了SLM铺粉过程的数值模拟研究。针对TC4钛合金粉末的性能测试实验，计算分析了粉末松装密度、振实密度与休止角。研究发现振实密度较松装密度提升7.5%，计算所得平均休止角（32.6°）与实验数据（33.2°）吻合良好，验证了SLM铺粉计算模型的准确性。通过计算分析不同刮刀方式与刮粉速度对铺粉质量的影响，发现采用非旋转滚筒刮刀方式可获得最高致密性与最均匀的粉末分布，且随着刮粉速度提升，铺粉致密性呈线性下降趋势。该SLM铺粉过程的数值模拟研究成果可用于指导实际SLM铺粉工艺，亦可作为基于颗粒尺度的SLM熔池动力学数值模拟的基础数据。
关键词： 紧实度、离散元法、铺粉、选择性激光熔化、增材制造、数值模拟
更新于2025-09-11 14:15:04
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AIP会议录 [美国物理联合会出版社第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 基于臭氧的湿法化学蚀刻数值模拟
摘要： 在光伏行业中，湿化学浴槽被用于表面结构化、处理及清洁。除清洗硅片外，基于臭氧的湿化学清洁工艺还具有选择性回蚀发射极和/或圆化纹理表面的附加效果。为模拟并预测清洁过程中微金字塔的圆化现象，我们建立了二维工艺模拟模型。通过COMSOL Multiphysics有限元方法描述了臭氧沿金字塔表面的扩散与对流质量传输过程。从实验结果获得的重要评估参数包括微金字塔尖端的蚀刻速率和最终圆整度（R）。为调整模型进行了参数化研究，该模拟准确反映了实验数据——例如在2分钟暴露时间后，实验测得R值为67纳米，模拟结果为66纳米。
关键词： 光伏产业、数值模拟、微金字塔结构、基于臭氧的湿法化学蚀刻、COMSOL Multiphysics
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过ANFIS方法与数值模拟相结合，精确表征T型接头激光堆焊的焊缝外观
摘要： 焊缝几何形貌对于直接判定T型接头激光堆焊工艺的质量与可靠性至关重要。为此，本文提出一种创新性混合建模方案，将自适应神经模糊推理系统（ANFIS）与三维数值模拟相结合以精确表征焊缝形貌。首先基于实验观测建立ANFIS模型识别焊缝特征参数，并为焊接数值模拟提供混合热源关键参数；其次采用数值模拟方法计算焊缝几何参数（包括熔深、表面焊道宽度及界面焊道宽度）。该数值模型在预测焊缝特征方面与实验结果具有良好的一致性。最终通过仿真模型阐明了不同焊接条件对激光堆焊T型接头焊缝形成机制及焊道轮廓的影响规律。模拟结果有助于深入理解影响焊缝形貌的关键因素，为优化焊接参数和获得优质焊缝奠定坚实基础。
关键词： T型接头、焊缝外观、数值模拟、ANFIS模型、激光堆焊
更新于2025-09-11 14:15:04
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吸附层厚度与镓浓度对双结铜铟镓硒太阳能电池效率的影响
摘要： 多结太阳能电池通过带隙能量对太阳光谱进行分割是提高电池效率的有效方法。其原理在于光子能量被有效吸收，同时降低了太阳能电池的能量损失。本研究报道了一种采用硫化镉（CdS）缓冲层模拟器的双结铜镓二硒化物/铜铟镓二硒化物（CGS/CIGS）太阳能电池的性能表现。在AM1.5光照条件下模拟了J-V特性曲线与外量子效率，通过改变各层厚度及不同摩尔比的镓含量实现了效率提升，并获得了各因素的最优参数值。该叠层结构以单结CGS太阳能电池作为顶电池（转换效率16.175%），单结CIGS太阳能电池作为底电池（转换效率15.696%）。最终双结状态下获得的太阳能电池效率为32.3%，较参比电池提升了6%。
关键词： CGS/CIGS双结太阳能电池，数值模拟，效率，四端太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04
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具有水膜的自主温控光伏?？樾阅?
摘要： 最新研究表明，多相泵的压升受气泡尺寸与分布影响。为探究此类泵内气泡分布特性，本文提出一种描述泵内变气泡尺寸的新方法：将考虑气泡聚并-破碎现象的气泡数密度方程引入流动模拟，并针对多气泡相互作用修正了曳力系数。通过与实验对比验证了该方法的可靠性。研究发现：由于气液离心力差异，气泡会向叶轮轮毂迁移；尽管轮毂附近碰撞率较高，但叶轮搅拌作用对气泡尺寸改变甚微；混合流体呈无序流动状态，转子-定子相互作用会使气泡直径增大；随着扩压器流通面积增加，气泡向主流区迁移，并在轮毂附近流动分离作用下达到最大尺寸。研究还分析了不同入口含气率(IGVF)和入口气泡直径(d0)下的气泡分布规律：较高IGVF会提升气泡碰撞率，而较小d0更利于气泡扩散。
关键词： 多相旋转动力泵、气泡数密度、数值模拟、气泡尺寸、气液两相流
更新于2025-09-11 14:15:04
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薄云层中脉冲激光束的动态后向散射晕
摘要： 我们研究了光笔束在散射介质薄层中动态背向散射晕圈的效应。通过数值模拟直接展示了这一效应，并提出了一种为该效应的目视检测提供数值判据的简易解析理论。
关键词： 数值模拟、脉冲激光束、薄云层、解析理论、动态后向散射晕
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于多晶硅的载流子选择性结输运机制的详细分析与理解
摘要： 我们采用二维数值半导体器件模拟方法，研究了基于多晶硅的载流子选择性结的输运机制。该详细输运模型同时考虑了载流子通过针孔的输运以及通过极薄氧化硅层的隧穿效应。为验证仿真模型，我们建立了完整的温度依赖性传输长度法模型，并通过两种不同样品的测量结果进行了验证。通过严格仿真，我们详细研究了不同针孔几何参数和材料参数对结电阻率的影响并作出解释。研究结果为优化基于多晶硅的载流子选择性结提供了关键认知——特别是在多晶硅掺杂浓度、退火时间、氧化硅层厚度及针孔密度等主要设计参数方面。详细分析表明：当氧化硅层厚度大于2纳米时，针孔通道在多晶硅基载流子选择性结的设计中起着最关键的作用。
关键词： 数值模拟、隧穿效应、氧化物上多晶硅、针孔缺陷、载流子选择性结
更新于2025-09-11 14:15:04
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[IEEE 2019年第三届复杂网络动力学及其在智能机器人中的应用研讨会(DCNAIR) - 俄罗斯因诺波利斯(2019.9.9-2019.9.11)] 2019年第三届复杂网络动力学及其在智能机器人中的应用研讨会(DCNAIR) - 通过共同场耦合的强电子束动力学控制
摘要： 本文展示了一项关于多电子束系统非线性动力学的研究成果，综述并分析了该领域最新研究进展。本研究重点聚焦于此类高度非线性系统中生成特性的控制问题，展示了这类系统典型的主要动力学模式。
关键词： 电子-波相互作用非稳态过程、PIC方法、优化、电子等离子体器件、数值模拟
更新于2025-09-11 14:15:04
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恒星形成系统中的磁?。ㄒ唬核孔唇峁怪谐景Ｆ窈腿至训睦硐牖铣商卣?
摘要： 我们使用POLARIS辐射转移代码，直接针对丝状体中磁场形态和强度的两个主要可观测量——尘埃偏振和气体塞曼线分裂——生成预测结果。通过假设两种密度场强度依赖关系、六种不同丝状体倾角以及九种独特的磁场形态（包括螺旋形、环形和扭曲磁场几何结构），我们模拟了具有幂律密度分布的通用气体丝状体。研究展示了理想化的空间分辨尘埃偏振图，以及基于塞曼效应推导的磁场强度与方向分布图。 在尘?？帕Ｊ芊渑ぞ囟云氲募偕柘?，尘埃偏振反映了天平面投影的磁场形态；而塞曼线分裂则同时提供了视线方向上经强度加权的磁场强度与方向信息。结果表明，仅凭线性尘埃偏振无法唯一确定三维磁场形态。但研究表明，结合塞曼方向信息能缓解或解决这些不确定性。因此，联合观测尘埃偏振与塞曼分裂是获取三维磁场构型约束条件最具前景的方法。 研究发现，由于丝状体密度梯度的视线平均效应，塞曼推导的磁场强度值至少比输入值低数倍。未来对尘埃偏振与塞曼分裂的联合观测，对于理解磁场在恒星与星团形成丝状体中的作用至关重要。
关键词： 技术：偏振测量，恒星：形成，星际介质：结构，方法：数值模拟，星际介质：磁场，技术：塞曼效应
更新于2025-09-11 14:15:04