Od: www.onlinelibrary.wiley.com
1. UVOD
Od januarja 1993 je » Progress in Photovoltaics « objavil šest mesečnih seznamov najvišjih potrjenih učinkovitosti za vrsto fotovoltaičnih celic in tehnologij modulov. 1 - 3 Z zagotavljanjem smernic za vključitev rezultatov v te tabele, to ne zagotavlja le avtoritativnega povzetka trenutnega stanja, temveč tudi spodbuja raziskovalce, da poiščejo neodvisno potrditev rezultatov in poročajo o rezultatih na standardizirani osnovi. V različici 33 teh tabel so bili posodobljeni trije rezultati na novi mednarodno sprejeti referenčni spekter (Mednarodna elektrotehnična komisija IEC 60904‐3, izd. 2, 2008).
Najpomembnejše merilo za vključitev rezultatov v tabele je, da jih je treba neodvisno izmeriti s priznanim testnim centrom, ki je naveden drugje. 2 Razlikovati je treba med tremi različnimi upravičenimi opredelitvami območja celic: skupno površino, površino odprtine in določeno območje osvetlitve, kot je opredeljeno tudi drugje 2 (upoštevajte, da morajo biti maskirane, če se uporablja maskiranje, preprosta geometrija odprtine, kot je kvadrat , pravokotne ali okrogle). Učinkovitost „aktivnega območja“ ni vključena. Obstajajo tudi določene minimalne vrednosti zahtevane površine za različne vrste naprav (nad 0,05 cm 2 za celico za koncentracijo, 1 cm 2 za eno sončno celico, 800 cm 2 za modul in 200 cm 2 za „podmodul“) ).
Rezultati so navedeni za celice in module, izdelane iz različnih polprevodnikov, in za podskupine znotraj vsake skupine polprevodnikov (npr. Kristalinični, polikristalni in tanki film). Od različice 36 naprej so informacije o spektralnem odzivu vključene (če je mogoče) v obliki grafa zunanje kvantne učinkovitosti (EQE) v primerjavi z valovno dolžino, bodisi kot absolutne vrednosti bodisi normalizirane na najvišjo izmerjeno vrednost. Krivulje tokovne napetosti (IV) so prav tako vključene, kjer je mogoče, od različice 38 naprej. Grafični povzetek napredka v prvih 25 letih, v katerem so bile tabele objavljene, je bil vključen v različico 51. 2
Rezultati najvišje potrjene celice in modula z enim soncem so navedeni v tabelah 1-4 . Vse spremembe v tabelah od tistih, ki so bile prej objavljene 1, so nastavljene v krepkem tisku. V večini primerov je naveden sklic na literaturo, ki opisuje bodisi prijavljeni rezultat bodisi podoben rezultat (bralci, ki identificirajo izboljšane reference, so dobrodošli, da se predložijo glavnemu avtorju). Tabela 1 povzema najboljše poročane meritve za enostranske celice in podmodule „ene sonce“ (nekoncentrator).
Tabela 1. Učinkovitost potrjenih enokomponentnih zemeljskih celic in podmodul, izmerjena pod globalnim spektrom AM1.5 (1000 W / m 2 ) pri 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G-173‐03 globalno) | Razvrstitev | Učinkovitost,% | Površina, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm2 | Fill Factor,% | Testni center (datum) | Opis |
|---|
| Silicij |
| Si (kristalna celica) | 26,7 ± 0,5 | 79,0 (da) | 0,738 | 42.65 a | 84.9 | AIST (3/17) | Kaneka, zadnji tip IBC št |
| Si (multikristalna celica) | 22,3 ± 0,4 b | 3.923 (ap) | 0,6742 | 41.08 c | 80.5 | FhG-ISE (8/17) | FhG-ISE, n-tip 5 |
| Si (tanek prenosni podmodul) | 21,2 ± 0,4 | 239,7 (ap) | 0,687 d | 38,50 d , e | 80.3 | NREL (4/14) | Soleksel (debeline 35 μm) 6 |
| Si (tanek film) | 10,5 ± 0,3 | 94,0 (ap) | 0,492 d | 29,7 d , f | 72.1 | FhG-ISE (8/07) | CSG Solar (<2 μm="" na="" steklu)="">7 |
| III-V celice |
| GaAs (tankoplastna celica) | 29,1 ± 0,6 | 0,998 (ap) | 1.1272 | 29,78 g | 86.7 | FhG-ISE (10/18) | Naprave Alta 8 |
| GaAs (multikristalni) | 18,4 ± 0,5 | 4.011 (t) | 0,994 | 23.2 | 79.7 | NREL (11/95) | RTI, Ge substrat 9 |
| InP (kristalna celica) | 24,2 ± 0,5 b | 1.008 (ap) | 0,939 | 31.15 a | 82.6 | NREL (3/13) | NREL 10 |
| Tanki filmski halkogenid |
| CIGS (celica) | 22,9 ± 0,5 | 1.041 (da) | 0,744 | 38,77 h | 79.5 | AIST (11/17) | Solarna meja 11 , 12 |
| CdTe (celica) | 21,0 ± 0,4 | 1.0623 (ap) | 0.8759 | 30.25 e | 79.4 | Newport (8/14) | Najprej Solar, na steklu 13 |
| CZTSSe (celica) | 11,3 ± 0,3 | 1.1761 (da) | 0,5333 | 33,57 g | 63,0 | Newport (10/18) | DGIST, Koreja 14 |
| CZTS (celica) | 10,0 ± 0,2 | 1.113 (da) | 0.7083 | 21.77 a | 65.1 | NREL (3/17) | UNSW 15 |
| Amorfni / mikrokristalni |
| Si (amorfna celica) | 10,2 ± 0,3 i, b | 1.001 (da) | 0,896 | 16.36 e | 69.8 | AIST (7/14) | AIST 16 |
| Si (mikrokristalna celica) | 11,9 ± 0,3 b | 1.044 (da) | 0,550 | 29.72 a | 75,0 | AIST (2/17) | AIST 16 |
| Perovskite |
| Perovskit (celica) | 20,9 ± 0,7 i , j | 0,991 (da) | 1.125 | 24.92 c | 74.5 | Newport (7/17) | KRICT 17 |
| Perovskit (minimalodul) | 17,25 ± 0,6 j, l | 17.277 (da) | 1.070 d | 20,66 d , h | 78.1 | Newport (5/18) | Mikrokvanta, 7 serijskih celic 18 |
| Perovskite (podmodul) | 11,7 ± 0,4 i | 703 (da) | 1.073 d | 14,36 d , h | 75.8 | AIST (3/18) | Toshiba, 44 serijskih celic 19 |
| Senzibilizirana barva |
| Barvanje (celica) | 11,9 ± 0,4 j , k | 1.005 (da) | 0,744 | 22,47 n | 71.2 | AIST (9/12) | Ostro 20 |
| Barvilo (minimalodul) | 10,7 ± 0,4 j , l | 26,55 (da) | 0,754 d | 20,19 d , o | 69.9 | AIST (2/15) | Sharp, 7 serijskih celic 21 |
| Barvilo (podmodul) | 8,8 ± 0,3 j | 398.8 (da) | 0,697 d | 18.42 d , str | 68.7 | AIST (9/12) | Sharp, 26 serijskih celic 22 |
| Organsko |
| Organska (celica) | 11,2 ± 0,3 q | 0,992 (da) | 0,780 | 19.30 e | 74.2 | AIST (10/15) | Toshiba 23 |
| Organski (minimodule) | 9,7 ± 0,3 q | 26.14 (da) | 0,806 d | 16,47 d, o | 73.2 | AIST (2/15) | Toshiba (celice serije 8) 23 |
Okrajšave: AIST, Japonski nacionalni inštitut za napredno industrijsko znanost in tehnologijo; (ap), območje odprtine; a-Si, amorfna silikon / vodikova zlitina; CIGS, CuIn 1 − y Ga y Se 2 ; CZTS, Cu 2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4-y Se y ; (da) določeno območje osvetlitve; FhG-ISE, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, nanokristalinični ali mikrokristalni silicij; (t), skupna površina.
Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 50 teh tabel.
b Ni izmerjeno v zunanjem laboratoriju.
c Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 51 teh tabel.
d Poročali so na podlagi "na celico".
e Spektralni odzivi in krivulja tokovne napetosti, predstavljeni v različici 45 teh tabel.
f Ponastavitev iz prvotne meritve.
g Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, opisana v tej različici teh tabel.
h Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti v različici 52 teh tabel.
i Stabiliziran s 1000-urno izpostavljenostjo 1 sončni svetlobi pri 50 ° C.
j Začetna zmogljivost. Reference 67 , 68 pregledujejo stabilnost podobnih naprav.
k Povprečje premikov naprej in nazaj pri 150 mV / s (histereza ± 0,26%).
l Izmerjeno z 13 točkovnim pometanjem s konstantno pristranskostjo, dokler podatki niso konstantni na ravni 0,05%.
m Začetna učinkovitost. Reference 71 pregleduje stabilnost podobnih naprav.
n Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 41 teh tabel.
o Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 46 teh tabel.
p Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 43 teh tabel.
q Začetna uspešnost. Reference 69 , 70 pregledujejo stabilnost podobnih naprav.
Tabela 2. “Pomembne izjeme” za enokomponentne celice in podmodule: “Najboljši ducat” potrjenih rezultatov, ne evidenc razredov, izmerjenih pod globalnim spektrom AM1.5 (1000 Wm -2 ) pri 25 ° C (IEC 60904–3: 2008, ASTM G-173‐03 globalno) | Razvrstitev | Učinkovitost,% | Površina, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm2 | Fill Factor,% | Testni center (datum) | Opis |
|---|
| Celice (silicij) |
| Si (kristaliničen) | 25,0 ± 0,5 | 4,00 (da) | 0.706 | 42.7 a | 82.8 | Sandia (3/99) b | UNSW p-tip PERC zgornji / zadnji kontakti 24 |
| Si (kristaliničen) | 25,8 ± 0,5 c | 4.008 (da) | 0,7241 | 42.87 d | 83.1 | FhG-ISE (7/17) | FhG-ISE, n-tipni vrh / zadnji kontakti 25 |
| Si (kristaliničen) | 26,1 ± 0,3 c | 3.9857 (da) | 0,7266 | 42.62 e | 84.3 | ISFH (2/18) | ISFH, zadnji tip IBC p-tipa 26 |
| Si (velika) | 26,6 ± 0,5 | 179,74 (da) | 0,7403 | 42,5 f | 84.7 | FhG-ISE (11/16) | Kaneka, zadnji tip IBC št |
| Si (večkristalni) | 22,0 ± 0,4 | 245,83 (t) | 0,6717 | 40.55 d | 80.9 | FhG-ISE (9/17) | Jinko sončna, velika p-tipa 27 |
| Celice (III-V) |
| GaInP | 21,4 ± 0,3 | 0,2504 (ap) | 1.4932 | 16,31 g | 87.7 | NREL (9/16) | LG elektronika, visoko pasovno širino 28 |
| GaInAsP / GaInAs | 32,6 ± 1,4 c | 0,248 (ap) | 2.024 | 19.51 d | 82.5 | NREL (10/17) | NREL, monolitni tandem 29 |
| Celice (halkogenid) |
| CdTe (tanki film) | 22,1 ± 0,5 | 0,4798 (da) | 0.8872 | 31,69 h | 78.5 | Newport (11/15) | Najprej sončno na steklu 30 |
| CZTSSe (tanki film) | 12,6 ± 0,3 | 0,4209 (ap) | 0,5134 | 35.21 i | 69.8 | Newport (7/13) | Pridobljena IBM-ova rešitev 31 |
| CZTSSe (tanki film) | 12,6 ± 0,3 | 0,4804 (da) | 0,5411 | 35.39 | 65.9 | Newport (10/18) | DGIST, Koreja 14 |
| CZTS (tanki film) | 11,0 ± 0,2 | 0,2339 (da) | 0,7306 | 21.74 f | 69.3 | NREL (3/17) | UNSW na steklu 32 |
| Celice (druge) |
| Perovskit (tanki film) | 23,7 ± 0,8 j , k | 0.0739 (ap) | 1.1697 | 25.40 l | 79.8 | Newport (9/18) | ISCAS, Peking 33 |
| Organski (tanki film) | 15,6 ± 0,2 m | 0,4113 (da) | 0.8381 | 25,03 l | 74.5 | NREL (11/18) | Sth China U. - Srednja Sth U. 34 |
Okrajšave: AIST, Japonski nacionalni inštitut za napredno industrijsko znanost in tehnologijo; (ap), območje odprtine; CIGSSe, CuInGaSSe; CZTS, Cu 2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4-y Se y ; (da) določeno območje osvetlitve; FhG-ISE, Fraunhofer ‐ Institut für Solare Energiesysteme; ISFH, Inštitut za raziskave sončne energije, Hamelin; NREL, Nacionalni laboratorij za obnovljivo energijo; (t), skupna površina.
Spektralni odziv, naveden v različici 36 teh tabel.
b Ponovno kalibriranje iz prvotne meritve.
c Ni izmerjeno v zunanjem laboratoriju.
d Spektralni odziv in krivulje tokovne napetosti, predstavljene v različici 51 teh tabel.
e Spektralni odziv in krivulja tok-napetost, predstavljena v različici 52 teh tabel.
f Krivulje spektralnega odziva in krivulje tokovne napetosti, navedene v različici 50 teh tabel.
g Spektralni odziv in krivulje tokovne napetosti, prikazane v različici 49 teh tabel.
h Spektralni odziv in / ali krivulje tokovne napetosti, prikazane v različici 46 teh tabel.
i Spektralni odziv in krivulje tokovne napetosti, prikazane v različici 44 teh tabel.
j Stabilnost ni raziskana. Reference 69 , 70 dokument stabilnost podobnih naprav.
k Izmerjeno z uporabo 13-točkovnega pometanja s konstantno napetostno napetostjo, dokler se tok ne spremeni.
l Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, opisana v tej različici teh tabel.
m Dolgoročna stabilnost ni raziskana. Reference 69 , 70 dokument stabilnost podobnih naprav.
Tabela 3. Učinkovitost potrjenih večtočkovnih zemeljskih celic in submodula, izmerjena pod globalnim spektrom AM1.5 (1000 W / m2) pri 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G-173‐03 globalno) | Razvrstitev | Učinkovitost,% | Površina, cm 2 | Voc, V | Jsc, mA / cm2 | Fill Factor,% | Testni center (datum) | Opis |
|---|
| III-V multijunkcije |
| 5 priključna celica (vezana) | 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) | Sharp, 2 mandat. 36 |
| GaInP / GaAs (monolitno) | 32,8 ± 1,4 | 1.000 (ap) | 2.568 | 14.56 b | 87.7 | NREL (9/17) | LG elektronika, 2 termina. |
| Multijunkcije s c-Si |
| GaInP / GaAs / Si (meh. Stack) | 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-krat. 37 |
| GaInP / GaAs / Si (vezana pločevina) | 33,3 ± 1,2 c | 3.984 (ap) | 3.127 b | 12.7 b | 83.5 | FhG-ISE (8/17) | Fraunhofer ISE, 2-term. 38 |
| GaInP / GaAs / Si (monolitno) | 22,3 ± 0,8 c | 0,994 (ap) | 2.619 | 10,0 d | 85,0 | FhG-ISE (10/18) | Fraunhofer ISE, 2-term. 39 |
| GaAsP / Si (monolitno) | 20,1 ± 1,3 | 3.940 (ap) | 1.673 | 14.94 e | 80.3 | NREL (5/18) | OSU / SolAero / UNSW, 2-term. |
| GaAs / Si (meh. Stack) | 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-krat. 37 |
| Perovskit / Si (monolitno) | 27,3 ± 0,8 f | 1.090 (da) | 1.813 | 19.99 d | 75.4 | FhG-ISE (6/18) | Oxford PV 40 |
| GaInP / GaInAs / Ge, Si (spektralni deljeni minimodul) | 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. rok. 41 |
| a-Si / nc-Si multijunkcije |
| a-Si / nc-Si / nc-Si (tanki film) | 14,0 ± 0,4 g , c | 1.045 (da) | 1.922 | 9,94 h | 73.4 | AIST (5/16) | AIST, 2-krat. 42 |
| a-Si / nc-Si (tankoplastna celica) | 12,7 ± 0,4 g , c | 1.000 (da) | 1.342 | 13.45 i | 70.2 | AIST (10/14) | AIST, 2-krat. 16 |
| Pomembna izjema |
| Perovskite / CIGS j | 22,4 ± 1,9 f | 0,042 (da) | 1.774 | 17,3 g | 73.1 | NREL (11/17) | UCLA, 2-krat. 43 |
| GaInP / GaAs / GaInAs | 37,8 ± 1,4 | 0,998 (ap) | 3.013 | 14.60 d | 85.8 | NREL (1/18) | Microlink (ELO) 44 |
Okrajšave: AIST, Japonski nacionalni inštitut za napredno industrijsko znanost in tehnologijo; (ap), območje odprtine; a-Si, amorfna silikon / vodikova zlitina; (da) določeno območje osvetlitve; FhG-ISE, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, nanokristalinični ali mikrokristalni silicij; (t), skupna površina.
Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 42 teh tabel.
b Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 51 teh tabel.
c Ni izmerjeno v zunanjem laboratoriju.
d Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, prikazana v tej različici teh tabel.
e Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, prikazana v različici 50 ali 52 teh tabel.
f Začetna učinkovitost. Reference 67 , 68 pregledujejo stabilnost podobnih naprav na osnovi perovskita.
g Stabilizirano s 1000-urno izpostavljenostjo 1 sončni svetlobi pri 50 ° C.
h Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 49 teh tabel.
i Spektralni odzivi in krivulja tokovne napetosti, predstavljeni v različici 45 teh tabel.
j Površina, ki je premajhna, da bi jo lahko opredelili kot dokončni razred.
Tabela 4. Potrjene učinkovitosti zemeljskega modula, izmerjene pri globalnem spektru AM1.5 (1000 W / m 2 ) pri temperaturi celice 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G-173‐03 globalno) | Razvrstitev | Učinkovitost,% | Površina, cm 2 | V oc , V | I sc , A | FF,% | Testni center (datum) | Opis |
|---|
| Si (kristaliničen) | 24,4 ± 0,5 | 13177 (da) | 79.5 | 5.04 a | 80.1 | AIST (9/16) | Kaneka (108 celic) 4 |
| Si (večkristalni) | 19,9 ± 0,4 | 15143 (ap) | 78,87 | 4.795 a | 79.5 | FhG-ISE (10/16) | Trina sončna (120 celic) 45 |
| GaAs (tanek film) | 25,1 ± 0,8 | 866,45 (ap) | 11.08 | 2.303 b | 85.3 | NREL (11/17) | Alta naprave 46 |
| CIGS (brez CD-ja) | 19,2 ± 0,5 | 841 (ap) | 48,0 | 0,456 b | 73.7 | AIST (1/17) | Sončna meja (70 celic) 47 |
| CdTe (tanki film) | 18,6 ± 0,5 | 7038,8 (da) | 110.6 | 1.533 d | 74.2 | NREL (4/15) | Prva sončna, monolitna 48 |
| a-Si / nc-Si (tandem) | 12,3 ± 0,3 f | 14322 (t) | 280.1 | 0,902 f | 69.9 | ESTI (9/14) | TEL sončna energija, Trubbachovi laboratoriji 49 |
| Perovskite | 11,6 ± 0,4 g | 802 (da) | 23.79 | 0,577 h | 68,0 | AIST (4/18) | Toshiba (22 celic) 19 |
| Organsko | 8,7 ± 0,3 g | 802 (da) | 17.47 | 0,569 d | 70.4 | AIST (5/14) | Toshiba 23 |
| Multijunction |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 31,2 ± 1,2 | 968 (da) | 23,95 | 1.506 | 83.6 | AIST (2/16) | Sharp (32 celic) 50 |
| Pomembna izjema |
| CIGS (velike) | 15,7 ± 0,5 | 9703 (ap) | 28.24 | 7.254 i | 72.5 | NREL (11/10) | Miasole 51 |
Okrajšave: (ap), površina odprtine; a-Si, amorfna silikon / vodikova zlitina; a-SiGe, amorfna zlitina silicija / germanija / vodika; CIGSS, CuInGaSSe; (da) določeno območje osvetlitve; Učinkovitost, učinkovitost; FF, faktor polnjenja; nc-Si, nanokristalinični ali mikrokristalni silicij; (t), skupna površina.
Spektralni odziv in krivulja trenutne napetosti, predstavljena v različici 49 teh tabel.
b Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, prikazana v različici 50 ali 51 teh tabel.
c Spektralni odziv in / ali krivulja tokovne napetosti, predstavljeni v različici 47 teh tabel.
d Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti v različici 45 teh tabel.
e Stabilizirani pri proizvajalcu na raven 2% po postopku ponovljenih meritev IEC.
f Spektralni odziv in / ali krivulja tokovne napetosti, predstavljeni v različici 46 teh tabel.
g Začetna zmogljivost. Reference 67 , 70 pregledujejo stabilnost podobnih naprav.
h Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, opisana v tej različici teh tabel.
i Spektralni odziv, naveden v različici 37 teh tabel.
Tabela 2 vsebuje tisto, kar bi lahko opisali kot „izjemne izjeme“ za enostranske celice „eno sonce“ in podmodule v zgornji kategoriji. Čeprav naprave, navedene v tabeli 2, niso v skladu z zahtevami, ki jih je treba priznati kot razredni zapis, imajo pomembne značilnosti, ki bodo zanimive za dele fotonapetostne skupnosti, z vnosi na podlagi njihove pomembnosti in pravočasnosti. Da bi spodbudili diskriminacijo, je tabela omejena na 12 vpisov, pri čemer so avtorji glasovali za svoje preference za vključitev. Bralci, ki imajo predloge za izjemne izjeme za vključitev v to ali naslednje tabele, so dobrodošli, da se obrnejo na vse avtorje z vsemi podrobnostmi. Predlogi, ki so v skladu s smernicami, bodo vključeni na seznam glasovanja za prihodnje vprašanje.
Tabela 3 je bila prvič predstavljena v različici 49 teh tabel in povzema naraščajoče število celičnih in podmodulskih rezultatov, ki vključujejo visoko učinkovite enosločne večnamenske naprave (prej poročane v tabeli 1 ). V tabeli 4 so prikazani najboljši rezultati za enostranske in večkratne modele, medtem ko tabela 5 prikazuje najboljše rezultate za koncentratorske celice in koncentratorske module. Majhno število »opaznih izjem« je vključenih tudi v tabele 3-5 .
Preglednica 5. Učinkovitost celice kopenskega koncentratorja in modula, izmerjena po spektru AM1.5 direktnega svetlobnega pramena ASTM G-173‐03 pri temperaturi celice 25 ° C | Razvrstitev | Učinkovitost,% | Površina, cm 2 | Intenzivnost a , sonca | Testni center (datum) | Opis |
|---|
| Posamezne celice |
| GaAs | 30,5 ± 1,0 b | 0.10043 (da) | 258 | NREL (10/18) | NREL, 1-križišče |
| Si | 27,6 ± 1,2 c | 1,00 (da) | 92 | FhG-ISE (11/04) | Amonix povratni kontakt 52 |
| CIGS (tanki film) | 23,3 ± 1,2 d , e | 0.09902 (ap) | 15 | NREL (3/14) | NREL 53 |
| Večnamenske celice |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInA | 46,0 ± 2,2 f | 0.0520 (da) | 508 | AIST (10/14) | Soitec / CEA / FhG-ISE 4j vezan 54 |
| GaInP / GaAs / GaInAs / GaInA | 45,7 ± 2,3 d , g | 0.09709 (da) | 234 | NREL (9/14) | NREL, 4j monolitna 55 |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 44,4 ± 2,6 h | 0,1652 (da) | 302 | FhG-ISE (4/13) | Sharp, 3j obrnjena metamorfna 56 |
| GaInAsP / GaInAs | 35,5 ± 1,2 i , d | 0.10031 (da) | 38 | NREL (10/17) | NREL 2-križišče (2j) |
| Minimodul |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInA | 43,4 ± 2,4 d , j | 18.2 (ap) | 340 k | FhG-ISE (7/15) | Fraunhofer ISE 4j (leča / celica) 57 |
| Podmodul |
| GaInP / GaInAs / Ge, Si | 40,6 ± 2,0 j | 287 (ap) | 365 | NREL (4/16) | Spletni spekter UNSW 4j 58 |
| Moduli |
| Si | 20,5 ± 0,8 d | 1875 (ap) | 79 | Sandia (4/89) l | Sandia / UNSW / ENTECH (12 celic) 59 |
| Tri križišča (3j) | 35,9 ± 1,8 m | 1092 (ap) | N / A | NREL (8/13) | Amonix 60 |
| Štiri križišča (4j) | 38,9 ± 2,5 n | 812,3 (ap) | 333 | FhG-ISE (4/15) | Soitec 61 |
| »Opazne izjeme« |
| Si (veliko območje) | 21,7 ± 0,7 | 20,0 (da) | 11 | Sandia (9/90) k | UNSW laserski utor 62 |
| Svetlobni minimodul | 7,1 ± 0,2 | 25 (ap) | 2,5 k | ESTI (9/08) | ECN Petten, GaAs celice 63 |
| 4j | 41,4 ± 2,6 d | 121.8 (ap) | 230 | FhG-ISE (9/18) | FhG-ISE, 10 celic 57 |
Okrajšave: (ap), površina odprtine; CIGS, CuInGaSe 2 ; (da) določeno območje osvetlitve; Učinkovitost, učinkovitost; FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; NREL, Nacionalni laboratorij za obnovljivo energijo.
a Eno sonce ustreza neposredni obsevanosti 1000 Wm −2 .
b Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, opisana v tej različici teh tabel.
c Merjeno v optičnem globinskem spektru z nizko vsebnostjo aerosola, podobno ASTM G-173–03 direct 72 .
d Ne meri v zunanjem laboratoriju.
e Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, prikazana v različici 44 teh tabel.
f Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 45 teh tabel.
g Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 46 teh tabel.
h Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti v različici 42 teh tabel.
i Spektralni odziv in krivulja tokovne napetosti, predstavljena v različici 51 teh tabel.
j Določeno po referenčnih pogojih CECC IEC 62670‐1.
k Geometrijska koncentracija.
l Umerjeno iz prvotne meritve.
m Referenčno na 1000 W / m 2 neposredne obsevanosti in 25 ° C temperature celice z uporabo prevladujočega solarnega spektra in interni postopek za temperaturno prevajanje.
n Merjeno v skladu z referenčnimi pogoji IEC 62670‐1 po trenutnem Nacrtu moči IEC 62670‐3.
2 NOVI REZULTATI
V tej različici teh tabel je navedenih deset novih rezultatov. Prvi novi rezultat v tabeli 1 (ene sončne celice) predstavlja popoln zapis za vsako enosklepno sončno celico. Učinkovitost 29,1% je bila izmerjena za 1-cm 2 GaAs celico, ki jo je izdelala Alta Devices 8 in izmerjena na Fraunhoferjevem inštitutu za sisteme sončne energije (FhG-ISE).
Drugi nov rezultat je učinkovitost 11,3%, izmerjena za sončne celice 1,2 cm 2 CZTSSe (Cu 2 ZnSnS x Se 4 xx), ki jih je izdelal Daegu Gyeongbuk Inštitut za znanost in tehnologijo (DGIST), Koreja 14 in izmeril Newport PV laboratorij.
Prvi od treh novih rezultatov v tabeli 2 (ene-sončne »opazne izjeme«) je enak prejšnjemu zapisu za majhno območje CZTSSe celice. Učinkovitost 12,6% smo izmerili tudi v Newportu za 0,48 cm 2 celico, ki jo je ponovno izdelal DGIST. Celična površina je premajhna, da bi jo lahko razvrstili kot popoln zapis, saj so cilji učinkovitosti sončnih celic v vladnih raziskovalnih programih na splošno določeni glede na površino celice 1 cm2 ali več. 64 - 66
Drugi novi rezultat v tabeli 2 predstavlja nov rekord za sončno celico Pb-halid perovskita s 23,7-odstotno učinkovitostjo, potrjeno za majhno površino 0.07 cm2 celice, ki jo je izdelal Inštitut za polprevodnike Kitajske akademije znanosti (ISCAS) ), Peking 33 in izmerjen v Newportu.
Za perovskite celice tabele zdaj sprejemajo rezultate, ki temeljijo na »kvazi-stacionarnih« meritvah (ki se včasih imenujejo »stablilizirani« na perovskitskem polju, čeprav je to v nasprotju z uporabo na drugih področjih fotovoltaike). Skupaj z drugimi nastajajočimi tehnologijami perovskitne celice morda ne kažejo enake stopnje stabilnosti kot običajne celice, pri čemer je stabilnost perovskitnih celic obravnavana drugje. 67 , 68
Tretja nova »opazna izjema« v tabeli 2 je 13,3% za zelo majhno površino organske sončne celice 0,04 cm2, ki jo je izdelala Univerza Južne Kitajske in Central South University 34 in izmerjena v Nacionalnem laboratoriju za obnovljivo energijo (NREL). Stabilnost organskih sončnih celic je obravnavana drugje 69 , 70 s površino celic, ki je spet premajhna za klasifikacijo kot popolni zapis.
V tabeli 3 so prikazani trije novi rezultati, ki se nanašajo na enostranske, večnamenske naprave. Prva je 23,3% za monolitno, tritočkovno, 2-terminalno GaInP / GaAs / Si tandemsko napravo (monolitno, metamorfno, neposredno rast), izdelano in izmerjeno v Fraunhoferjevem inštitutu za sisteme sončne energije. 39
Drugi nov rezultat je prikaz učinkovitosti 27,3% učinkovitosti za enokomponentno perovskit / silicijsko monolitno napravo z dvema priključkoma, ki jo je izdelal Oxford PV 40 in ponovno izmeril Fraunhoferjev inštitut za sistem sončne energije. Upoštevajte, da ta učinkovitost sedaj presega najvišjo učinkovitost za enojno silicijevo celico (tabela 1 ), čeprav za veliko manjšo površino naprave.
Tretji nov rezultat za tabelo 3 je vključen kot večstopenjska celica »opazna izjema«. Učinkovitost 37,8% je bila izmerjena za 1-cm 2 GaInP / GaAs / GaInAs monolitno trikotnico, dve terminalni celici, ki jo je izdelala Microlink Devices 44 in izmerjena pri NREL. Pomembna značilnost te naprave je, da je bila izdelana z epitaksialnim dviganjem iz podlage, ki jo je mogoče ponovno uporabiti. 44
Dva nova rezultata sta prikazana v tabeli 5 („celice in moduli koncentratorjev“). Prva je 30,5-odstotna učinkovitost za enojno spojno celico GaAs, ki je izdelana in izmerjena z NREL.
Drugi je „pomembna izjema“. Za minimalodul koncentratorja 122 cm2, ki je sestavljen iz 10 steklenih akromatnih leč in 10 vezanih solarnih celic GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs, ki so izdelane in izmerjene s FhG-ISE, je prikazan izkoristek 41,4%. To je največji izkoristek, izmerjen za tak med seboj povezan koncentratorski modul.
Spektri EQE za nove rezultate GaAs in CZTSSe celic, predstavljene v tej številki teh tabel, so prikazani na sliki 1A, s sliko 1 B, ki prikazuje krivulje gostote toka (JV) za iste naprave. Slika 2A prikazuje EQE za nove celice OPV in rezultate modula perovskita s sliko 2 B, ki prikazuje njihove trenutne JV krivulje. Na sliki 3A, B so prikazane ustrezne krivulje EQE in JV za nov dvokomponentni rezultat.
A, Zunanja kvantna učinkovitost (EQE) za nove rezultate GaAs in CZTSSe celic, o katerih so poročali v tej številki; B, ustrezne krivulje gostote toka (JV) za iste naprave. [Barvno sliko si lahko ogledate na wileyonlinelibrary.com ] 
A, Zunanja kvantna učinkovitost (EQE) za nove rezultate OPV in perovskitnih celic, o katerih smo poročali v tej številki; B, ustrezna krivulja gostote in napetosti (JV) [slika barve si lahko ogledate na wileyonlinelibrary.com ] 
A, Zunanja kvantna učinkovitost (EQE) za nove rezultate večdelnih celic, o katerih so poročali v tej številki (nekateri rezultati so normalizirani); B, ustrezne krivulje gostote toka (JV) [barvna slika si lahko ogledate na wileyonlinelibrary.com ] 3 OPOZORILO
Informacije v tabelah so podane v dobri veri, avtorji, uredniki in založniki pa ne morejo prevzeti neposredne odgovornosti za morebitne napake ali opustitve.
ZAHVALO. \ T
Avstralski center za napredno fotovoltaiko je začel delovati februarja 2013 s podporo avstralske vlade prek avstralske agencije za obnovljivo energijo (ARENA). Avstralska vlada ne prevzema odgovornosti za stališča, informacije ali nasvete, ki so navedeni v tem dokumentu. Delo D. Levi je podprlo Ministrstvo za energijo ZDA v okviru pogodbe št. DE-AC36‐08 ‐ GO28308 z Nacionalnim laboratorijem za obnovljivo energijo. Delo na AIST je delno podprla japonska organizacija za razvoj novih energetskih in industrijskih tehnologij (NEDO) pri Ministrstvu za gospodarstvo, trgovino in industrijo (METI).
