TRE（Tozzi可再生能源公司），可再生能源的生产商，希望提高其光伏色敏太阳能电池（DSSC）的长期稳定性，该产品被广泛认为是下一代太阳能电池，由TRE的初创公司多尼亚太阳能电池公司开发中。相比目前的产品，色敏太阳能电池的生产成本低廉，可以在低光照条件下工作，适合大多数工程应用。它们特别适合于建筑应用，因为在这里美观是很重要的因素，而DSSC可以提供以前不可用的设计选择（即颜色和透明度）。然而色敏太阳能电池长期稳定性问题尚未经过验证，必须要满足严格的制造标准认证。

挑战

对于商业应用来说，长时间使用时稳定的性能是至关重要的。长期稳定性取决于密封过程的质量，而密封过程的质量取决于加热板表面的热均匀性，因此我们的主要目标之一就是提高热均匀性。

借助于优化软件modeFRONTIER，TRE得以改变加热板的设计，实现最佳的热分布，保证有效的密封工艺。

解决方案

该解决方案包括两步过程。在第一步中，用ANSYS Workbench基于实验数据创建了一个初始加热板的CAD（计算机辅助设计）模型，然后基于此创建了有限元模型，进行瞬态热分析。在此基础上寻找优化过程中表现最优的材料，并达到优化目标。这一步对于建立正确的设置和验证基于真实参考模型的计算程序都是必要的。第二步包括用modeFRONTIER的优化平台来修改几何参数，提高绝缘耐热材料的厚度以及加热线圈的尺寸。modeFRONTIER模拟产生了超过250个候选设计，最终确定了最好的设计和加热过程中实现适当的密封要求的最佳时间。

“感谢modeFRONTIER，操作者不再需要采取冗余和试错法模拟，而可以使用“人工智能”的优化方法自动寻找输入参数的最佳组合”。

modeFrontier的优势

modeFRONTIER深入地探索了设计空间，最终得到了加热板配置的优化收敛解，现在热量均匀地分布在整个表面，对密封过程的质量产生直接影响，最终提高了DSSC的长期稳定性。此外，通过用modeFrontier来使整个优化设计过程自动化，TRE成功地即提高了加热板的质量，又节省了时间和金钱。安东尼尼，多尼亚太阳能电池的技术经理说：“感谢modeFRONTIER，操作者不再需要采取冗余和试错法模拟，而可以使用“人工智能”的优化方法自动寻找输入参数的最佳组合。”