产生率

产生率给出了由于吸收光子而在器件中每个点生成的电子数量。电子空穴对的产生是太阳能电池运行的一个重要参数。

忽略反射，材料吸收的光的量取决于吸收系数（α，单位 cm^-1）和吸收材料的厚度。器件中任意一点的光强度可以根据以下方程计算：

$$I=I_{0} e^{-\alpha x}$$

其中 α 是吸收系数，通常以 cm^-1 为单位；
x 是光进入材料的距离，即计算光强度的所在位置；和
I₀ 是表面的光强度。

上述方程可用于计算太阳能电池中产生的电子空穴对的数量。假设光强度的损失（即光子的吸收）直接导致了电子空穴对的产生G，那么材料中某切片的 G 值是通过找到该切片上光强度的变化来确定的。因此，对上述方程求微分将给出器件中任意点的G值。因此：

$$G=\alpha N_{0} e^{-\alpha x}$$

其中 N₀ = 表面的光子通量（光子/单位面积/秒）
α = 吸收系数；和
x = 进入材料的距离

上述方程表明，光强度在整个材料中呈指数下降，并且在材料表面的电子空穴对产生率最高

对于光伏应用来说，入射光由许多不同波长的光组合而成，每个波长光的产生速率也不同。硅材料中不同波长光的产生率如下所示。

更改上图中的滑块会改变入射光的波长。吸收系数的变化导致光在不同的深度被吸收。产生率已归一化。

为了计算不同波长光的总产生率，需要将其相加。净产生率即每个波长光的产生率之和。下图显示了入射到硅片上的标准太阳光谱 (AM) 1.5 的产生率与距离的函数关系。 y 轴刻度由对数表示，表明靠近电池上表面的电子空穴对的产生量要大得多，随着进入太阳能电池距离的不断增加，产生率几乎保持恒定。

一块硅材料中电子-空穴对的生成率与光透入电池距离的函数关系。电池上表面表示为 0 µm处，是大部分高能蓝光被吸收的地方。