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Derivation of a quasi-linear second-order elliptic-parabolic model for the efficiency of silicon solar cells

机译：用于硅太阳能电池效率的准线性二阶椭圆抛物模型的推导

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摘要

In this note, we propose a mathematical model for the efficiency of a silicon solar cell. The model is rigorously derived from continuity and transport assumptions, along with the Poisson equations to describe the behavior of charge carriers in a semiconductor. The photovoltaic phenomenon was thoroughly studied to develop the model, and some parameters that play a crucial role in its efficiency have been identified. Those parameters include the diffusion, the mobility and the absorption coefficients, the permittivity, the regions width and the minority carrier lifetime. The mathematical model obtained herein is a quasi-linear second-order elliptic-parabolic partial differential equation system with strong coupling and interface. The model is defined over a spatial domain composed of three regions with different electrical properties. The fundamental physical laws of the photovoltaic effect are employed here to develop the mathematical model and its boundary conditions.
机译：在本说明中，我们提出了一种用于硅太阳能电池效率的数学模型。 该模型与连续性和传输假设严格地衍生，以及泊松方程，以描述半导体中的电荷载波的行为。 彻底研究了光伏现象以开发模型，并确定了在其效率中发挥至关重要作用的一些参数。 这些参数包括扩散，迁移率和吸收系数，介电常数，区域宽度和少数载体寿命。 这里获得的数学模型是具有强耦合和接口的准线性二阶椭圆抛抛抛抛抛抛光型偏差方程系统。 该模型在由具有不同电性能的三个区域组成的空间域上定义。 光伏效应的基本物理规律在此采用来发展数学模型及其边界条件。

著录项

  • 来源
    《Applied Mathematical Modelling》 |2021年第11期|730-738|共9页
  • 作者

    Hector A. Villalobos-Martinez; Salvador Flores; Jorge E. Macias-Diaz;

  • 作者单位

    Centro de Ciencias Basicas Universidad Autonoma de Aguascalientes Avenida Universidad 940 Ciudad Universitaria Aguascalientes 20131 Mexico;

    Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingenieria Campus Guanajuato Instituto Politecnico National Av. Mineral de Valenciana 200 Fraccionamiento Industrial Puerto Interior Silao 36275 Guanajuato;

    Department of Mathematics School of Digital Technologies Tallinn University Narva Rd. 25 Tallinn 10120 Estonia Departamento de Matematicas y Fisica Universidad Autonoma de Aguascalientes Avenida Universidad 940 Ciudad Universitaria Aguascalientes 20131 Mexico;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Silicon-based solar cells; Mathematical modeling; Quasi-linear elliptic-parabolic model;

    机译：基于硅的太阳能电池;数学建模;准线性椭圆抛物线模型;

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