Optimizing the design of solar cell metallizations is one of the ways to improve the performance of solar cells. Recently, it has been shown that Topology Optimization (TO) can be used to design complex metallization patterns for solar cells that lead to improved performance. TO generates unconventional design patterns that cannot be obtained with the traditional shape optimization methods. In this paper, we show that this design process can be improved further using a deep learning inspired strategy. We present SolarNet, a CNN-based reparameterization scheme that can be used to obtain improved metallization designs. SolarNet modifies the optimization domain such that rather than optimizing the electrode material distribution directly, the weights of a CNN model are optimized. The design generated by CNN is then evaluated using the physics equations, which in turn generates gradients for backpropagation. SolarNet is trained end-to-end involving backpropagation through the solar cell model as well as the CNN pipeline. Through application on solar cells of different shapes as well as different busbar geometries, we demonstrate that SolarNet improves the performance of solar cells compared to the traditional TO approach.


翻译:优化太阳能电池集成的设计是改善太阳能电池性能的一种方法。最近,人们已经表明,可以使用地形优化(TO)来设计有助于改进性能的太阳能电池的复杂集成模式。可以生成传统形状优化方法无法获得的非常规设计模式。在本文中,我们表明,这一设计过程可以使用深层学习启发战略进一步改进。我们介绍了基于有线电视新闻网的有线电视新闻网重新计量计划,可以用来改进冶炼成型设计。太阳能网改造了优化域,而不是直接优化电极材料的分布,对有线电视新闻网模型的重量进行了优化。然后利用物理方程式对CNN的设计进行了评估,这反过来又产生了反向调整的梯度。太阳能网经过培训,通过太阳能电池模型和有线电视网管道进行反向调整。我们通过对不同形状的太阳能电池应用以及不同的客机条地理配对称,表明太阳能网改善了太阳能电池的性能,而传统方法则比较了太阳能电池电池的性能。

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