From: www.onlinelibrary.wiley.com
1. GİRİŞ
1993 Ocak ayından bu yana, “ Fotovoltaiklerde İlerleme ”, bir dizi fotovoltaik hücre ve modül teknolojisi için teyit edilen en yüksek verimin altı aylık listesini yayınladı. 1 - 3 Sonuçların bu tablolara dahil edilmesi için kılavuzlar sağlayarak, bu sadece mevcut teknolojinin geçerli bir özetini sunmakla kalmaz, aynı zamanda araştırmacıları sonuçların bağımsız bir şekilde onaylanmasını ve sonuçları standart bir şekilde rapor etmesini teşvik eder. Bu tabloların 33. sürümünde, uluslararası kabul görmüş yeni referans spektrumuna (Uluslararası Elektroteknik Komisyonu IEC 60904‐3, Ed. 2, 2008) 3 sonuç güncellendi.
Sonuçların tablolara eklenmesi için en önemli kriter, başka yerde listelenen tanınmış bir test merkezi tarafından bağımsız olarak ölçülmeleri gerektiğidir. 2 Üç farklı uygun hücre alanı tanımı arasında bir ayrım yapılır: başka bir yerde de tanımlandığı gibi toplam alan, açıklık alanı ve belirlenmiş aydınlatma alanı 2 (maskeleme kullanılıyorsa maskelerin kare gibi basit bir açıklık geometrisine sahip olması gerektiğini unutmayın) , dikdörtgen veya dairesel). “Aktif alan” verimliliği dahil edilmemiştir. Farklı cihaz tipleri için aranan alanın asgari değerleri de vardır (bir konsantratör hücre için 0.05 cm2'nin üzerinde, bir güneş hücresi için 1 cm2, bir modül için 800 cm2 ve bir "alt modül" için 200 cm2) ).
Farklı yarı iletkenlerden yapılmış hücreler ve modüller ve her yarı iletken grubu içindeki alt kategoriler için sonuçlar rapor edilmiştir (örneğin, kristal, polikristal ve ince film). Versiyon 36'dan itibaren, spektral cevap bilgisi (mümkün olduğunda), mutlak değerler olarak veya zirve ölçülen değere normalize edilmiş olarak, dış kuantum verimliliğinin (EQE) dalga boyuna karşı bir grafiği şeklinde dahil edilir. Akım ‐ (IV) eğrileri, Sürüm 38'den itibaren mümkün olan yerlerde de dahil edilmiştir. Tabloların yayınlandığı ilk 25 yıldaki ilerlemenin grafiksel bir özeti, Versiyon 51'e dahil edilmiştir. 2
Onaylanan en yüksek “bir güneş” hücresi ve modül sonuçları, Tablo 1-4'te bildirilir. Tablolarda daha önce yayınlanmış olanlardan 1 yapılan değişiklikler kalın yazılmıştır. Çoğu durumda, bildirilen sonucu veya benzer bir sonucu tanımlayan bir literatür referansı sağlanır (geliştirilmiş referansları tanımlayan okuyucular, baş yazara gönderilebilir.). Tablo 1 , “bir güneş” (yoğunlaştırıcı olmayan) tek birleşme hücreleri ve alt modüller için rapor edilen en iyi ölçümleri özetlemektedir.
Tablo 1. Küresel AM1.5 spektrumu (1000 W / m2) altında 25 ° C'de (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G ‐ 173‐03 global) ölçülen tek bağlantılı bir karasal hücre ve alt modül verimliliği | sınıflandırma | Verimlilik,% | Alan, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm2 | Doldurma faktörü, % | Test Merkezi (tarih) | Açıklama |
|---|
| Silikon |
| Si (kristal hücre) | 26.7 ± 0.5 | 79.0 (da) | 0.738 | 42.65 | 84.9 | AIST (3/17) | Kaneka, n tipi arka IBC 4 |
| Si (çok kristalli hücre) | 22.3 ± 0.4 b | 3.923 (ap) | 0,6742 | 41.08 c | 80.5 | FhG ‐ İMKB (8/17) | FhG ‐ İMKB, n ‐ tip 5 |
| Si (ince transfer alt modülü) | 21.2 ± 0.4 | 239.7 (ap) | 0,687 d | 38,50 d , e | 80.3 | NREL (4/14) | Soleksel (35 mikron kalınlığında) 6 |
| Si (ince film minimodülü) | 10,5 ± 0,3 | 94.0 (ap) | 0,492 d | 29,7 d , f | 72.1 | FhG ‐ İMKB (8/07) | CSG Solar (camda <2 )m)="">7 |
| III ‐ V hücreleri |
| GaA'lar (ince film hücresi) | 29.1 ± 0.6 | 0,998 (ap) | 1,1272 | 29.78 g | 86.7 | FhG ‐ İMKB (10/18) | Alta Cihazları 8 |
| GaA'lar (çok kristalli) | 18.4 ± 0.5 | 4.011 (t) | 0.994 | 23.2 | 79.7 | NREL (11/95) | RTI, Ge alt tabaka 9 |
| InP (kristal hücre) | 24.2 ± 0.5 b | 1.008 (ap) | 0.939 | 31.15 a | 82.6 | NREL (3/13) | NREL 10 |
| İnce film kalkoloid |
| CIGS (hücre) | 22.9 ± 0.5 | 1.041 (da) | 0.744 | 38,77 saat | 79,5 | AIST (11/17) | Solar Sınır 11 , 12 |
| CdTe (hücre) | 21.0 ± 0.4 | 1.0623 (ap) | 0,8759 | 30,25 e | 79.4 | Newport (8/14) | First Solar, camda 13 |
| CZTSSe (hücre) | 11.3 ± 0.3 | 1.1761 (da) | 0,5333 | 33,57 g | 63.0 | Newport (10/18) | DGIST, Kore 14 |
| CZTS (hücre) | 10,0 ± 0,2 | 1.113 (da) | 0,7083 | 21.77 a | 65.1 | NREL (3/17) | UNSW 15 |
| Amorf / mikrokristalin |
| Si (şekilsiz hücre) | 10,2 ± 0,3 i, b | 1.001 (da) | 0.896 | 16.36 e | 69.8 | AIST (7/14) | AIST 16 |
| Si (mikro kristalli hücre) | 11.9 ± 0.3 b | 1.044 (da) | 0.550 | 29.72 | 75.0 | AIST (2/17) | AIST 16 |
| perovskit |
| Perovskite (hücre) | 20.9 ± 0.7 i , j | 0,991 (da) | 1,125 | 24.92 c | 74.5 | Newport (7/17) | KRICT 17 |
| Perovskite (minimodül) | 17,25 ± 0,6 j, l | 17.277 (da) | 1.070 d | 20.66 d , s | 78.1 | Newport (5/18) | Microquanta, 7 seri hücreler 18 |
| Perovskite (alt modül) | 11.7 ± 0.4 i | 703 (da) | 1.073 d | 14,36 d , s | 75.8 | AIST (3/18) | Toshiba, 44 seri hücreler 19 |
| Hassaslaştırılmış boya |
| Boya (hücre) | 11.9 ± 0.4 j , k | 1.005 (da) | 0.744 | 22,47 n | 71.2 | AIST (9/12) | Keskin 20 |
| Boya (minimodül) | 10.7 ± 0.4 j , l | 26,55 (da) | 0,754 d | 20,19 d , o | 69.9 | AIST (2/15) | Keskin, 7 seri hücreler 21 |
| Boya (alt modül) | 8,8 ± 0,3 j | 398.8 (da) | 0,697 d | 18,42 d , p | 68,7 | AIST (9/12) | Keskin, 26 seri hücre 22 |
| Organik |
| Organik (hücre) | 11.2 ± 0.3 q | 0,992 (da) | 0.780 | 19.30 e | 74,2 | AIST (10/15) | Toshiba 23 |
| Organik (minimodül) | 9,7 ± 0,3 q | 26.14 (da) | 0,806 d | 16,47 d, o | 73.2 | AIST (2/15) | Toshiba (8 seri hücre) 23 |
Kısaltmalar: AIST, Japon Ulusal Gelişmiş Endüstriyel Bilim ve Teknoloji Enstitüsü; (ap), açıklık alanı; bir Si, amorf silikon / hidrojen alaşımı; CIGS, CuIn1 p Ga ga Se2; CZTS, Cu2ZnSnS4; CZTSSe, Cu2ZnSnS 4'y Sey; (da) belirlenmiş aydınlatma alanı; FhG ‐ ISE, Solare Energiesysteme için Fraunhofer Enstitüsü; nc Si, nanokristal veya mikrokristal silikon; (t) toplam alan.
Bu tabloların 50. versiyonunda bildirilen bir Spektral tepki ve akım curve gerilim eğrisi.
b Harici bir laboratuvarda ölçülmedi.
c Bu tabloların 51'inci Sürümünde bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
d “Hücre başına” olarak rapor edildi.
e Spektral tepkiler ve bu tabloların 45. versiyonunda bildirilen akım-gerilim eğrisi.
f Orijinal ölçümden yeniden kalibre edildi.
g Bu tabloların şu anki sürümünde bildirilen spektral tepki ve akım ‐ gerilim eğrisi.
h Bu tabloların 52. versiyonunda bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
50 ° C'de 1 gün ışığına maruz kalma 1000 byh'de stabilize edildi
j İlk performans. Referans 67 , 68 benzer cihazların stabilitesini gözden geçirir.
k 150 mV / s'de ileri ve geri taramaların ortalaması (histerezis ±% 0,26).
l Veriler% 0,05 düzeyinde sabit olana kadar sabit önyargılı 13 nokta IV tarama kullanılarak ölçülmüştür.
m İlk verimlilik. Referans 71 , benzer cihazların stabilitesini gözden geçirir.
n Bu tabloların 41. versiyonunda bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
o Bu tabloların Versiyon 46'da bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
Bu tabloların 43. versiyonunda rapor edilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
q İlk performans. Referanslar 69 , 70 benzer cihazların stabilitesini gözden geçirir.
Tablo 2. Tek kavşak hücreleri ve alt modüller için “kayda değer istisnalar”: 25 ° C (IEC 60904–3: küresel AM1.5 spektrumu (1000 Wm −2 ) altında ölçülen sınıf kayıtları değil, “Üst düzine” sonuçları doğruladı. 2008, ASTM G ‐ 173‐03 küresel) | sınıflandırma | Verimlilik,% | Alan, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm2 | Doldurma faktörü, % | Test Merkezi (Tarih) | Açıklama |
|---|
| Hücreler (silikon) |
| Si (kristalli) | 25.0 ± 0.5 | 4.00 (da) | 0.706 | 42.7 | 82.8 | Sandia (3/99) b | UNSW p ‐ tip PERC üst / arka kontaklar 24 |
| Si (kristalli) | 25.8 ± 0.5 c | 4.008 (da) | 0,7241 | 42.87 d | 83.1 | FhG ‐ İMKB (7/17) | FhG ‐ ISE, n ‐ tip üst / arka kontaklar 25 |
| Si (kristalli) | 26.1 ± 0.3 c | 3.9857 (da) | 0,7266 | 42.62 e | 84.3 | ISFH (2/18) | ISFH, p‐ tipi arka IBC 26 |
| Si (büyük) | 26.6 ± 0.5 | 179.74 (da) | 0,7403 | 42,5 f | 84.7 | FhG ‐ İMKB (11/16) | Kaneka, n tipi arka IBC 4 |
| Si (çok kristalli) | 22.0 ± 0.4 | 245.83 (t) | 0,6717 | 40,55 d | 80.9 | FhG ‐ İMKB (9/17) | Jinko solar, büyük p ‐ tip 27 |
| Hücreler (III ‐ V) |
| GaInP | 21.4 ± 0.3 | 0.2504 (ap) | 1,4932 | 16,31 g | 87.7 | NREL (9/16) | LG Electronics, yüksek bant aralığı 28 |
| GaInAsP / GaInAs | 32.6 ± 1.4 c | 0.248 (ap) | 2,024 | 19.51 d | 82.5 | NREL (10/17) | NREL, monolitik tandem 29 |
| Hücreler (chalcogenide) |
| CdTe (ince film) | 22.1 ± 0.5 | 0.4798 (da) | 0,8872 | 31.69 saat | 78.5 | Newport (11/15) | Camdaki ilk güneş 30 |
| CZTSSe (ince film) | 12.6 ± 0.3 | 0.4209 (ap) | 0,5134 | 35,21 i | 69.8 | Newport (7/13) | IBM çözümü büyüdü 31 |
| CZTSSe (ince film) | 12.6 ± 0.3 | 0.4804 (da) | 0,5411 | 35.39 | 65,9 | Newport (10/18) | DGIST, Kore 14 |
| CZTS (ince film) | 11.0 ± 0.2 | 0,2339 (da) | 0,7306 | 21.74 f | 69.3 | NREL (3/17) | UNSW camına 32 |
| Hücreler (diğer) |
| Perovskite (ince film) | 23.7 ± 0.8 j , k | 0.0739 (ap) | 1,1697 | 25.40 l | 79.8 | Newport (9/18) | ISCAS, Pekin 33 |
| Organik (ince film) | 15.6 ± 0.2 m | 0,4113 (da) | 0,8381 | 25.03 l | 74.5 | NREL (11/18) | Sth Çin U. - Merkezi Sth U. 34 |
Kısaltmalar: AIST, Japon Ulusal Gelişmiş Endüstriyel Bilim ve Teknoloji Enstitüsü; (ap), açıklık alanı; CIGSSe, CuInGaSSe; CZTS, Cu2ZnSnS4; CZTSSe, Cu2ZnSnS 4'y Sey; (da) belirlenmiş aydınlatma alanı; FhG ‐ İMKB, Fraunhofer ‐ Solare Energiesysteme Enstitüsü; ISFH, Güneş Enerjisi Araştırma Enstitüsü, Hamelin; NREL, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı; (t) toplam alan.
Bu tabloların 36. versiyonunda bildirilen bir Spektral cevap.
b Orijinal ölçümden yeniden kalibre edildi.
c Harici bir laboratuvarda ölçülmedi.
d Bu tabloların 51. versiyonunda bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrileri.
e Bu tabloların Versiyon 52'de bildirilen spektral tepki ve akım-gerilim eğrisi.
f Bu tabloların 50. versiyonunda bildirilen spektral tepki ve akım cur voltaj eğrileri.
g Bu tabloların 49. versiyonunda bildirilen spektral tepki ve akım cur voltaj eğrileri.
h Bu tabloların Versiyon 46'da bildirilen spektral tepki ve / veya akım ‐ voltaj eğrileri.
Bu tabloların Sürüm 44'ünde bildirilen spektral tepki ve akım cur voltaj eğrileri.
j Kararlılık araştırılmadı. Referanslar 69 , 70 benzer cihazların doküman kararlılığı.
k Akım değişmeyen olarak belirlenene kadar sabit voltaj yanlılığı ile 13-nokta IV tarama kullanılarak ölçülmüştür.
l Bu tabloların şu anki sürümünde bildirilen spektral tepki ve akım ‐ gerilim eğrisi.
m Uzun vadeli istikrar araştırılmamıştır. Referanslar 69 , 70 benzer cihazların doküman kararlılığı.
Tablo 3. Küresel AM1.5 spektrumu (1000 W / m2) altında 25 ° C'de (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G ‐ 173‐03 global) ölçülen çoklu bağlantı yerindeki karasal hücre ve alt modül verimliliği | sınıflandırma | Verimlilik,% | Alan, cm 2 | Voc, V | Jsc, mA / cm2 | Doldurma faktörü, % | Test Merkezi (Tarih) | Açıklama |
|---|
| III ‐ V çok işlevli |
| 5 bağlantı hücresi (bağlı) | 38.8 ± 1.2 | 1.021 (ap) | 4,767 | 9,564 | 85.2 | NREL (7/13) | Spectrolab, 2 ‐ terminal 35 |
| (2.17 / 1.68 / 1.40 / 1.06 / 0.73 eV) |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 37.9 ± 1.2 | 1.047 (ap) | 3,065 | 14,27 a | 86.7 | AIST (2/13) | Keskin, 2 dönem. 36 |
| GaInP / GaA'lar (monolitik) | 32,8 ± 1,4 | 1.000 (ap) | 2,568 | 14,56 b | 87.7 | NREL (9/17) | LG elektroniği, 2 dönem. |
| C ‐ Si ile çoklu fonksiyonlar |
| GaInP / GaAs / Si (makine yığını) | 35.9 ± 0.5 c | 1.002 (da) | 2.52 / 0.681 | 13.6 / 11.0 | 87.5 / 78.5 | NREL (2/17) | NREL / CSEM / EPFL, 4 dönem. 37 |
| GaInP / GaAs / Si (gofret bağlı) | 33,3 ± 1,2 c | 3.984 (ap) | 3,127 b | 12.7 b | 83,5 | FhG ‐ İMKB (8/17) | Fraunhofer İMKB, 2 dönem. 38 |
| GaInP / GaAs / Si (monolitik) | 22.3 ± 0.8 c | 0,994 (ap) | 2,619 | 10,0 d | 85.0 | FhG ‐ İMKB (10/18) | Fraunhofer İMKB, 2 dönem. 39 |
| GaAsP / Si (monolitik) | 20,1 ± 1,3 | 3.940 (ap) | 1,673 | 14.94 e | 80.3 | NREL (5/18) | OSU / SolAero / UNSW, 2 dönem. |
| GaAs / Si (mekanik Yığın) | 32.8 ± 0.5 c | 1.003 (da) | 1.09 / 0.683 | 28.9 / 11.1 e | 85.0 / 79.2 | NREL (12/16) | NREL / CSEM / EPFL, 4 dönem. 37 |
| Perovskite / Si (monolitik) | 27.3 ± 0.8 f | 1.090 (da) | 1,813 | 19.99 d | 75.4 | FhG ‐ İMKB (6/18) | Oxford PV 40 |
| GaInP / GaInAs / Ge, Si (spektral bölünmüş minimodül) | 34,5 ± 2,0 | 27.83 (ap) | 2.66 / 0.65 | 13.1 / 9.3 | 85.6 / 79.0 | NREL (4/16) | UNSW / Azur / Trina, 4 dönem. 41 |
| a ‐ Si / nc ‐ Si çoklu işlevleri |
| a ‐ Si / nc ‐ Si / nc ‐ Si (ince ‐ film) | 14.0 ± 0.4 g , c | 1.045 (da) | 1,922 | 9.94 saat | 73.4 | AIST (5/16) | AIST, 2 dönem. 42 |
| a ‐ Si / nc ‐ Si (ince ‐ film hücre) | 12.7 ± 0.4 g , c | 1.000 (da) | 1,342 | 13.45 | 70.2 | AIST (10/14) | AIST, 2 dönem. 16 |
| Önemli istisna |
| Perovskite / CIGS j | 22.4 ± 1.9 f | 0,042 (da) | 1,774 | 17.3 g | 73.1 | NREL (11/17) | UCLA, 2 dönem. 43 |
| GaInP / GaAs / GaInAs | 37.8 ± 1.4 | 0,998 (ap) | 3,013 | 14,60 d | 85.8 | NREL (1/18) | Mikro Link (ELO) 44 |
Kısaltmalar: AIST, Japon Ulusal Gelişmiş Endüstriyel Bilim ve Teknoloji Enstitüsü; (ap), açıklık alanı; bir Si, amorf silikon / hidrojen alaşımı; (da) belirlenmiş aydınlatma alanı; FhG ‐ ISE, Solare Energiesysteme için Fraunhofer Enstitüsü; nc Si, nanokristal veya mikrokristal silikon; (t) toplam alan.
Bu tabloların 42. versiyonunda bildirilen bir Spektral cevap ve akım curve voltaj eğrisi.
b Bu tabloların 51'inci Sürümünde bildirilen spektral tepki ve akım curve voltaj eğrisi.
c Harici bir laboratuvarda ölçülmedi.
d Bu tabloların şu anki sürümünde bildirilen spektral tepki ve akım ‐ gerilim eğrisi.
e Bu tabloların Sürüm 50 veya 52'de bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
f İlk verimlilik. Referans 67 , 68 benzer perovskite bazlı cihazların stabilitesini gözden geçirir.
g 50 ° C'de 1 güneş ışığına maruz bırakıldığında 1000 ‐ saat stabilize edildi.
h Bu tabloların Sürüm 49'da bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
Spektral tepkiler ve bu tabloların 45. versiyonunda bildirilen akım-gerilim eğrisi.
j Açık sınıf kaydı olarak kabul edilemeyecek kadar küçük alan.
Tablo 4. Küresel AM1.5 spektrumu (1000 W / m2) altında 25 ° C hücre sıcaklığında (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G ‐ 173‐03 global) ölçülen onaylanmış karasal modül verimleri | sınıflandırma | Effic.,% | Alan, cm 2 | V oc , V | Ben sc | FF,% | Test Merkezi (Tarih) | Açıklama |
|---|
| Si (kristalli) | 24.4 ± 0.5 | 13177 (da) | 79,5 | 5.04 | 80.1 | AIST (9/16) | Kaneka (108 hücre) 4 |
| Si (çok kristalli) | 19.9 ± 0.4 | 15143 (ap) | 78,87 | 4.795 a | 79,5 | FhG ‐ İMKB (10/16) | Trina solar (120 hücre) 45 |
| GaA'lar (ince film) | 25,1 ± 0,8 | 866.45 (ap) | 11.08 | 2.303 b | 85.3 | NREL (11/17) | Alta cihazları 46 |
| CIGS (Cd ücretsiz) | 19.2 ± 0.5 | 841 (ap) | 48.0 | 0,456 b | 73.7 | AIST (1/17) | Güneş sınırı (70 hücre) 47 |
| CdTe (ince film) | 18.6 ± 0.5 | 7038.8 (da) | 110.6 | 1.533 d | 74,2 | NREL (4/15) | İlk güneş, monolitik 48 |
| a ‐ Si / nc ‐ Si (tandem) | 12.3 ± 0.3 f | 14322 (t) | 280.1 | 0,902 f | 69.9 | ESTİ (9/14) | TEL güneş enerjisi, Trubbach laboratuvarları 49 |
| perovskit | 11.6 ± 0.4 g | 802 (da) | 23.79 | 0.577 saat | 68.0 | AIST (4/18) | Toshiba (22 hücre) 19 |
| Organik | 8,7 ± 0,3 g | 802 (da) | 17.47 | 0.569 d | 70.4 | AIST (5/14) | Toshiba 23 |
| Jonksiyonlu |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 31.2 ± 1.2 | 968 (da) | 23.95 | 1,506 | 83.6 | AIST (2/16) | Keskin (32 hücre) 50 |
| Önemli istisna |
| CIGS (büyük) | 15.7 ± 0.5 | 9703 (ap) | 28.24 | 7.254 | 72.5 | NREL (11/10) | Miasole 51 |
Kısaltmalar: (ap), açıklık alanı; bir Si, amorf silikon / hidrojen alaşımı; bir SiGe, amorf silikon / germanyum / hidrojen alaşımı; CIGSS, CuInGaSSe; (da) belirlenmiş aydınlatma alanı; Effic., Verimlilik; FF, doldurma faktörü; nc Si, nanokristal veya mikrokristal silikon; (t) toplam alan.
Bu tabloların 49. versiyonunda bildirilen bir Spektral tepki ve akım gerilimi eğrisi.
b Bu tabloların Versiyon 50 veya 51’inde bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
c Bu tabloların Versiyon 47'de bildirilen spektral tepki ve / veya akım ‐ voltaj eğrisi.
d Bu tabloların Versiyon 45'de bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
e IEC tekrarlanan ölçüm prosedürünü izleyerek üreticide% 2 seviyesine sabitlenir.
f Bu tabloların Versiyon 46'da bildirilen spektral tepki ve / veya akım ‐ voltaj eğrisi.
g İlk performans. Referanslar 67 , 70 benzer cihazların stabilitesini gözden geçirir.
h Bu tabloların şu anki sürümünde bildirilen spektral tepki ve akım ‐ gerilim eğrisi.
Bu tabloların 37. versiyonunda bildirilen spektral cevap.
Tablo 2 , yukarıdaki kategorideki “bir güneş” tek birleşme hücreleri ve alt modüller için “önemli istisnalar” olarak tanımlanabilecekleri içerir. Bir sınıf kaydı olarak kabul edilmesi gereken şartlara uymamakla birlikte, Tablo 2'deki cihazlar, fotovoltaik topluluğun bazı bölümlerinin ilgisini çekecek özelliklere ve önemlerine ve zamanlarına göre dikkat çekecek özelliklere sahiptir. Ayrımcılığı teşvik etmek için, tablo, mevcut yazarların dahil olma tercihlerine oy vermeleri ile nominal olarak 12 girişle sınırlıdır. Bu veya daha sonraki tablolara dahil edilmek için kayda değer istisnalar konusunda önerileri olan okuyucular, yazarların herhangi biriyle tam ayrıntıyla iletişime geçebilir. Yönergelere uygun öneriler gelecekteki bir mesele için oy listesine dahil edilecektir.
Tablo 3 , ilk önce bu tabloların 49. versiyonunda tanıtılmıştır ve yüksek verimli, bir güneş çoklu bağlantı cihazları (daha önce Tablo 1'de bildirilmiştir) içeren artan hücre ve alt modül sonuçlarını özetlemektedir. Tablo 4 , hem tek hem de çoklu birleşme olan tek güneşlik modüller için en iyi sonuçları gösterirken, Tablo 5 , yoğunlaştırıcı hücreler ve yoğunlaştırıcı modülleri için en iyi sonuçları göstermektedir. Tablo 3-5'de az sayıda “dikkate değer istisnalar” da yer almaktadır.
Tablo 5. 25 ° C'lik bir hücre sıcaklığında ASTM G ‐ 173‐03 doğrudan ışın AM1.5 spektrumu altında ölçülen karasal yoğunlaştırıcı hücre ve modül verimleri | sınıflandırma | Effic.,% | Alan, cm 2 | Yoğunluk a , güneşler | Test Merkezi (Tarih) | Açıklama |
|---|
| Tek hücreler |
| GaAs | 30,5 ± 1,0 b | 0.10043 (da) | 258 | NREL (10/18) | NREL, 1 unction kavşak |
| Si | 27.6 ± 1.2 c | 1.00 (da) | 92 | FhG ‐ İMKB (11/04) | Amonix geri ‐ iletişim 52 |
| CIGS (ince film) | 23.3 ± 1.2 d , e | 0.09902 (ap) | 15 | NREL (3/14) | NREL 53 |
| Çok işlevli hücreler |
| GaInP / GaA'ler, GaInAsP / GaInA'lar | 46.0 ± 2.2 f | 0.0520 (da) | 508 | AIST (10/14) | Soitec / CEA / FhG ‐ İMKB 4j gümrüklü 54 |
| GaInP / GaAs / GaInAs / GaInAs | 45.7 ± 2.3 d , g | 0.09709 (da) | 234 | NREL (9/14) | NREL, 4j monolitik 55 |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 44,4 ± 2,6 saat | 0.1652 (da) | 302 | FhG ‐ İMKB (4/13) | Keskin, 3j ters metamorfik 56 |
| GaInAsP / GaInAs | 35,5 ± 1,2 i , d | 0.10031 (da) | 38 | NREL (10/17) | NREL 2 ‐ kavşağı (2j) |
| minimodülden |
| GaInP / GaA'ler, GaInAsP / GaInA'lar | 43.4 ± 2.4 d , j | 18.2 (ap) | 340 k | FhG ‐ İMKB (7/15) | Fraunhofer ISE 4j (lens / hücre) 57 |
| alt modül |
| GaInP / GaInA'lar / Ge, Si | 40,6 ± 2,0 j | 287 (ap) | 365 | NREL (4/16) | UNSW 4j bölünmüş spektrum 58 |
| Modüller |
| Si | 20,5 ± 0,8 d | 1875 (ap) | 79 | Sandia (4/89) l | Sandia / UNSW / ENTECH (12 hücre) 59 |
| Üç kavşak (3j) | 35.9 ± 1.8 m | 1092 (ap) | N / A | NREL (8/13) | Amonix 60 |
| Dört kavşak (4j) | 38.9 ± 2.5 n | 812.3 (ap) | 333 | FhG ‐ İMKB (4/15) | Soitec 61 |
| “Önemli istisnalar” |
| Si (geniş alan) | 21.7 ± 0.7 | 20.0 (da) | 11 | Sandia (9/90) k | UNSW lazer oluklu 62 |
| Lüminesan minimodül | 7.1 ± 0.2 | 25 (p) | 2,5 k | ESTİ (9/08) | ECN Petten, GaA hücreleri 63 |
| 4j minimodül | 41,4 ± 2,6 d | 121.8 (ap) | 230 | FhG ‐ İMKB (9/18) | FhG ‐ ISE, 10 hücre 57 |
Kısaltmalar: (ap), açıklık alanı; CIGS, CuInGaSe 2 ; (da) belirlenmiş aydınlatma alanı; Effic., Verimlilik; FhG ‐ İMKB, Fraunhofer ‐ Solare Energiesysteme Enstitüsü; NREL, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı.
a Bir güneş, 1000 Wm −2 doğrudan ışınlamaya karşılık gelir.
b Bu tabloların şu anki sürümünde bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
c ASTM G ‐ 173‐03 direct 72'ye benzer düşük bir aerosol optik derinlik spektrumu altında ölçülmüştür.
d Harici bir laboratuvarda ölçülmedi.
e Bu tabloların Sürüm 44'ünde bildirilen spektral tepki ve akım curve voltaj eğrisi.
f Bu tabloların Versiyon 45'inde bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
g Bu tabloların Versiyon 46'da bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
h Bu tabloların 42. versiyonunda bildirilen spektral tepki ve akım ‐ voltaj eğrisi.
Bu tabloların 51'inci Sürümünde raporlanan spektral tepki ve akım curve voltaj eğrisi.
j IEC 62670-1 CSTC referans koşullarında belirlenmiştir.
k Geometrik konsantrasyon.
l Orijinal ölçümden yeniden kalibre edildi.
m Hakim güneş spektrumu ve sıcaklık çevirisi için şirket içi prosedür kullanılarak 1000 W / m2 direk ışınlama ve 25 ° C hücre sıcaklığına atıfta bulunulmaktadır.
n Geçerli IEC güç sınıfı taslağı 62670‐3'ü takip eden IEC 62670‐1 referans koşulları altında ölçülmüştür.
2 YENİ SONUÇ
Bu tabloların şu anki versiyonunda on yeni sonuç bildirilmiştir. Tablo 1'deki ilk yeni sonuç (bir güneş hücresi), herhangi bir birleşim güneş hücresi için kesin bir kaydı temsil eder. Alta Cihazları 8 tarafından üretilen 1 cm2 GaA hücre için% 29.1 verim ölçülmüş ve Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü'nde (FhG ‐ ISE) ölçülmüştür.
İkinci yeni sonuç, Daegu Gyeongbuk Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (DGIST), Kore 14 tarafından üretilen ve Newport tarafından ölçülen 1,2 ‐ cm2 CZTSSe (Cu2 ZnSnS x Se 4 ‐x) güneş pili için ölçülen% 11,3'lük bir verimdir. PV Laboratuvarı.
Tablo 2'deki üç yeni sonucun ilki (bir "güneş" önemli istisnalar "), küçük bir alan CZTSSe hücresi için önceki kayıtlara eşittir. Newport'ta da% 12.6'lık bir verim, yine DGIST tarafından üretilen 0.48 cm2'lik bir hücre için ölçüldü. Hücre alanı, genel bir kayıt olarak sınıflandırma için çok küçüktür, kamu araştırma programlarında güneş hücresi verimliliği hedefleri genellikle 1 cm2 veya daha büyük bir hücre alanı cinsinden belirtilir. 64 - 66
Tablo 2'deki ikinci yeni sonuç, Çin Bilimler Akademisi Yarı İletkenleri Enstitüsü (ISCAS) tarafından üretilen 0.07 ‐ cm2'lik küçük bir alan için doğrulanan% 23.7'lik bir verimle doğrulanan Pb‐ halojenür perovskite solar hücre için yeni bir kaydı temsil ediyor ), Pekin 33 ve Newport'ta ölçülmüştür.
Perovskite hücreleri için, tablolar şimdi “yarı kararlı ‐ durum” ölçümlerine dayanan sonuçları kabul etmektedir (bazen fotovoltaiklerin diğer alanlarında kullanımla çakışsa da, perovskite alanında “durağanlaştırılmış” olarak adlandırılmaktadır). Gelişmekte olan diğer teknolojilerle birlikte, perovskite hücreleri, başka bir yerde tartışılan perovskite hücrelerinin stabilitesi ile birlikte geleneksel hücrelerle aynı seviyede stabilite göstermeyebilir. 67 , 68
Tablo 2'deki üçüncü yeni “dikkate değer istisna”, Güney Çin Üniversitesi ve Orta Güney Üniversitesi 34 tarafından üretilen ve Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'nda (NREL) ölçülen 0,04 ‐ cm2 organik güneş hücresi için çok küçük bir alan için% 13,3'tür. Organik güneş hücrelerinin stabilitesi, tamamen açık bir kayıt olarak sınıflandırma için çok küçük olan hücre alanıyla 69 , 70 başka bir yerde tartışılmaktadır.
Tablo 3'te bir güneşlik, çok işlevli cihazla ilgili üç yeni sonuç bildirilmiştir. İlki, Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü tarafından üretilen ve ölçülen 1 cm2 monolitik, üç kavşaklı, iki terminalli GaInP / GaAs / Si tandem cihazı (monolitik, metamorfik, doğrudan büyüme) için% 23,3'tür. 39
İkinci yeni sonuç, Oxford PV 40 tarafından üretilen ve yine Fraunhofer Institute of Solar Energy System tarafından ölçülen iki device terminal cihaz için 1 ‐ 2 perovskite / silikon monolitik iki kavşakta% 27.3 verim olduğunu gösteriyor. Bu verimin şimdi, daha küçük bir alan cihazı için de olsa, tek bağlantılı bir silikon hücrede (Tablo 1 ) en yüksek verimliliği aştığını unutmayın.
Tablo 3 için üçüncü bir yeni sonuç çok işlevli bir hücre olan “dikkate değer istisna” olarak dahil edilmiştir. 1 cm cm GaInP / GaAs / GaInA monolitik üç kavşakta, Microlink Cihazları tarafından üretilen iki terminal hücre için% 37.8 verim ölçülmüştür. ve NREL'de ölçülmüştür. Bu cihazın kayda değer bir özelliği, yeniden kullanılabilecek bir alt tabakadan epitaksiyel kaldırma using kullanılarak imal edilmiş olmasıdır. 44
Tablo 5'de iki yeni sonuç (“konsantrasyon hücreleri ve modüller”) ortaya çıkmaktadır. İlki, NREL tarafından üretilen ve ölçülen tek bir kavşak GaA konsantratör hücresi için% 30.5 verimliliktir.
İkincisi “önemli bir istisna” dır. FhG ‐ ISE tarafından üretilen ve ölçülen 10 cam akromatik mercek ve 10 gofret bağlı GaInP / GaA, GaInAsP / GaInAs 4 ‐ birleşik güneş pillerinden oluşan 122 ‐ cm2 konsantrasyon minimodülü için% 41.4 verimlilik rapor edilmiştir. Bu, birbirine bağlı yoğunlaştırıcı modül için ölçülen en yüksek verimliliktir.
Bu tabloların şimdiki sayısında bildirilen yeni GaA'lar ve CZTSSe hücre sonuçları için EQE spektrumu, Şekil 1 A'da gösterilmiş olup, Şekil 1 B, aynı cihazlar için mevcut yoğunluk ‐ voltaj (JV) eğrilerini göstermektedir. Şekil 2 A, yeni OPV hücresi ve perovskite modülünün EQE'sini, mevcut JV eğrilerini gösteren Şekil 2 B ile göstermektedir. Şekil 3 A, B, yeni iki kavşak için iki EQE ve iki uç hücre sonucu için EQE ve JV eğrilerini göstermektedir.
A, bu konuda bildirilen yeni GaA'lar ve CZTSSe hücre sonuçları için Dış kuantum verimliliği (EQE); B, aynı cihazlar için karşılık gelen akım yoğunluğu ‐ voltaj (JV) eğrileri [Renk şekil wileyonlinelibrary.com'da görülebilir ] 
A, bu konuda bildirilen yeni OPV ve perovskite hücre sonuçları için Dış kuantum verimliliği (EQE); B, karşılık gelen akım yoğunluğu-gerilim (JV) eğrileri [Renk şekil wileyonlinelibrary.com'da görülebilir ] 
A, bu konuda bildirilen yeni çok işlevli hücre sonuçları için Dış kuantum verimliliği (EQE) (bazı sonuçlar normalize edildi); B, karşılık gelen akım yoğunluğu ‐ voltaj (JV) eğrileri [Renk şekil wileyonlinelibrary.com'da görülebilir ] 3 YASAL UYARI
Tablolarda verilen bilgiler iyi niyetle verilmiş olsa da, yazarlar, editörler ve yayıncılar herhangi bir hata veya eksiklikten dolayı doğrudan sorumluluk kabul edemezler.
TEŞEKKÜR
Avustralya İleri Fotovoltaik Merkezi, Avustralya Hükümeti'nin Avustralya Yenilenebilir Enerji Ajansı (ARENA) aracılığıyla desteğiyle Şubat 2013'te faaliyete başladı. Avustralya Hükümeti, burada belirtilen görüşler, bilgiler veya tavsiyeler için sorumluluk kabul etmez. D. Levi'nin çalışması, Ulusal Enerji Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı ile DE ‐ AC36‐08 ‐ GO28308 Sözleşme uyarınca ABD Enerji Bakanlığı tarafından desteklenmiştir. AIST’teki çalışmalar kısmen Ekonomi, Ticaret ve Sanayi Bakanlığı’nın (METI) Japon Yeni Enerji ve Endüstriyel Teknoloji Geliştirme Örgütü (NEDO) tarafından desteklenmiştir.
