Από: www.onlinelibrary.wiley.com
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Από τον Ιανουάριο του 1993, η " Progress in Photovoltaics " έχει δημοσιεύσει έξι μηνιαίες καταχωρήσεις με τις υψηλότερες επιβεβαιωμένες αποδόσεις για μια σειρά τεχνολογιών φωτοβολταϊκών κυψελών και μονάδων. 1 - 3 Παρέχοντας κατευθυντήριες γραμμές για την συμπερίληψη των αποτελεσμάτων σε αυτούς τους πίνακες, αυτό όχι μόνο παρέχει μια έγκυρη περίληψη της τρέχουσας τεχνολογίας αλλά και ενθαρρύνει τους ερευνητές να αναζητήσουν ανεξάρτητη επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων και να υποβάλουν αποτελέσματα σε τυποποιημένη βάση. Στην Έκδοση 33 αυτών των πινάκων, 3 αποτελέσματα επικαιροποιήθηκαν στο νέο διεθνώς αποδεκτό φάσμα αναφοράς (Διεθνής Ηλεκτροτεχνική Επιτροπή IEC 60904-3, Έκδοση 2, 2008).
Το σημαντικότερο κριτήριο για τη συμπερίληψη των αποτελεσμάτων στους πίνακες είναι ότι πρέπει να έχουν μετρηθεί ανεξάρτητα από ένα αναγνωρισμένο κέντρο δοκιμών που απαριθμείται αλλού. 2 Γίνεται διάκριση μεταξύ τριών διαφορετικών επιλέξιμων ορισμών της περιοχής κυττάρων: συνολική έκταση, περιοχή ανοίγματος και καθορισμένη περιοχή φωτισμού, όπως επίσης ορίζεται και αλλού 2 (σημειώστε ότι αν χρησιμοποιείται μάσκα, οι μάσκες πρέπει να έχουν απλή γεωμετρία οπών, όπως τετράγωνο , ορθογώνια ή κυκλική). Δεν συμπεριλαμβάνονται οι αποδόσεις "ενεργής περιοχής". Υπάρχουν επίσης ορισμένες ελάχιστες τιμές της επιδιωκόμενης περιοχής για τους διάφορους τύπους συσκευών (πάνω από 0,05 cm2 για ένα συγκεντρωτικό κύτταρο, 1 cm2 για ένα ηλιακό κύτταρο, 800 cm2 για ένα δομοστοιχείο και 200 cm2 για ένα "υπομονάδα" ).
Τα αποτελέσματα αναφέρονται για κύτταρα και μονάδες που κατασκευάζονται από διαφορετικούς ημιαγωγούς και για υποκατηγορίες εντός κάθε ομαδοποίησης ημιαγωγών (π.χ. κρυσταλλική, πολυκρυσταλλική και λεπτή μεμβράνη). Από την Έκδοση 36 και εξής, συμπεριλαμβάνονται οι πληροφορίες φασματικής απόκρισης (όταν είναι δυνατόν) με τη μορφή μιας γραφικής παράστασης της εξωτερικής κβαντικής απόδοσης (EQE) έναντι του μήκους κύματος, είτε ως απόλυτες τιμές είτε ως ομαλοποιημένες στην κορυφαία μετρούμενη τιμή. Οι καμπύλες τάσης ρεύματος (IV) έχουν επίσης συμπεριληφθεί, όπου είναι δυνατόν, από την έκδοση 38 και μετά. Μια γραφική περίληψη της προόδου κατά τη διάρκεια των πρώτων 25 ετών κατά τη διάρκεια της οποίας έχουν δημοσιευθεί οι πίνακες περιλαμβάνεται στην έκδοση 51. 2
Τα υψηλότερα επιβεβαιωμένα αποτελέσματα κυψελών "ενός ηλίου" και τα δομοστοιχεία αναφέρονται στους Πίνακες 1-4 . Οποιεσδήποτε αλλαγές στους πίνακες από εκείνες που έχουν δημοσιευτεί προηγουμένως 1 έχουν οριστεί με έντονους χαρακτήρες. Στις περισσότερες περιπτώσεις παρέχεται μια βιβλιογραφική αναφορά που περιγράφει είτε το αναφερόμενο αποτέλεσμα είτε ένα παρόμοιο αποτέλεσμα (οι αναγνώστες που αναγνωρίζουν βελτιωμένες αναφορές είναι ευπρόσδεκτοι να υποβληθούν στον κύριο συντάκτη). Ο Πίνακας 1 συνοψίζει τις καλύτερα αναφερθείσες μετρήσεις για κύτταρα και υπομονάδες μονής δέσμης "one-sun" (μη συμπυκνωτή).
Πίνακας 1. Επιβεβαιωμένη αποτελεσματικότητα των επίγειων κυψελών μιας μονάδας και υπομονάδων που μετρήθηκαν στο παγκόσμιο φάσμα AM1.5 (1000 W / m 2 ) στους 25 ° C (IEC 60904-3: 2008, ASTM G-173-03 σε παγκόσμιο επίπεδο) | Ταξινόμηση | Αποδοτικότητα,% | Περιοχή, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm2 | Παράγοντας πλήρωσης,% | Κέντρο δοκιμών (ημερομηνία) | Περιγραφή |
|---|
| Πυρίτιο |
| Si (κρυσταλλικό κύτταρο) | 26,7 ± 0,5 | 79,0 (δα) | 0.738 | 42,65 α | 84.9 | AIST (3/17) | Kaneka, πίσω τύπου IBC 4 |
| Si (πολυκρυσταλλικό κύτταρο) | 22,3 ± 0,4 b | 3.923 (ap) | 0.6742 | 41.08 c | 80.5 | FhG-ISE (8/17) | FhG-ISE, η-τύπου 5 |
| Si (υπομονάδα λεπτών μεταφορών) | 21,2 ± 0,4 | 239,7 (ap) | 0.687 d | 38,50 d , e | 80.3 | NREL (4/14) | Solexel (πάχος 35 μm) 6 |
| Si (λεπτό λεπτό φιλμ) | 10,5 ± 0,3 | 94,0 (ρρ) | 0.492 d | 29.7 d , f | 72.1 | FhG-ISE (8/07) | CSG Solar (<2 μm="" σε="" γυαλί)="">7 |
| III-V κύτταρα |
| GaAs (κύτταρο λεπτής μεμβράνης) | 29,1 ± 0,6 | 0.998 (ρρ) | 1.1272 | 29,78 g | 86.7 | FhG-ISE (10/18) | Συσκευές Alta 8 |
| GaAs (πολυκρυσταλλική) | 18,4 ± 0,5 | 4.011 (t) | 0.994 | 23.2 | 79.7 | NREL (11/95) | Υποστρώματος RTI, Ge 9 |
| InP (κρυσταλλικό κύτταρο) | 24,2 ± 0,5 b | 1.008 (ap) | 0,939 | 31.15 α | 82.6 | NREL (3/13) | NREL 10 |
| Χαλκογονίδιο λεπτής μεμβράνης |
| CIGS (κυψέλη) | 22.9 ± 0.5 | 1,041 (δα) | 0,744 | 38.77 h | 79.5 | AIST (11/17) | Solar Frontier 11 , 12 |
| CdTe (κύτταρο) | 21,0 ± 0,4 | 1,0623 (ap) | 0,8759 | 30.25 e | 79.4 | Νιούπορτ (8/14) | Πρώτο ηλιακό, στο γυαλί 13 |
| CZTSSe (κύτταρο) | 11,3 ± 0,3 | 1.1761 (δα) | 0,5333 | 33,57 g | 63.0 | Νιούπορτ (10/18) | DGIST, Κορέα 14 |
| CZTS (κύτταρο) | 10,0 ± 0,2 | 1.113 (δα) | 0.7083 | 21,77 α | 65.1 | NREL (3/17) | UNSW 15 |
| Άμορφη / μικροκρυσταλλική |
| Si (άμορφο κύτταρο) | 10,2 ± 0,3 ί, b | 1.001 (δα) | 0.896 | 16,36 e | 69.8 | AIST (7/14) | AIST 16 |
| Si (μικροκρυσταλλικό κύτταρο) | 11.9 ± 0.3 b | 1,044 (δα) | 0,550 | 29.72 α | 75,0 | AIST (2/17) | AIST 16 |
| Perovskite |
| Περοβσκίτης (κύτταρο) | 20.9 ± 0.7 i , j | 0.991 (δα) | 1.125 | 24,92 c | 74.5 | Νιούπορτ (7/17) | KRICT 17 |
| Perovskite (minimodule) | 17.25 ± 0.6 j, 1 | 17.277 (δα) | 1,070 d | 20,66 d , h | 78.1 | Νιούπορτ (5/18) | Microquanta, 7 σειριακά κύτταρα 18 |
| Perovskite (submodule) | 11,7 ± 0,4 ί | 703 (δα) | 1,073 d | 14,36 d , h | 75.8 | AIST (3/18) | Toshiba, 44 σειριακά στοιχεία 19 |
| Η βαφή ευαισθητοποιείται |
| Βαφή (κυψέλη) | 11,9 ± 0,4 j , k | 1.005 (δα) | 0,744 | 22.47 n | 71.2 | AIST (9/12) | Sharp 20 |
| Βαφή (ελάχιστο) | 10,7 ± 0,4 j , 1 | 26,55 (δα) | 0.754 d | 20,19 d , o | 69.9 | AIST (2/15) | Sharp, 7 σειριακά κύτταρα 21 |
| Βαφή (υπομονάδα) | 8,8 ± 0,3 j | 398,8 (δα) | 0.697 d | 18.42 d , σελ | 68.7 | AIST (9/12) | Sharp, 26 σειριακά κύτταρα 22 |
| Οργανικός |
| Οργανική (κυτταρική) | 11,2 ± 0,3 q | 0.992 (δα) | 0.780 | 19.30 e | 74.2 | AIST (10/15) | Toshiba 23 |
| Οργανικό (ελάχιστο) | 9,7 ± 0,3 q | 26.14 (δα) | 0.806 d | 16,47 d, o | 73.2 | AIST (2/15) | Toshiba (κελιά 8 σειρών) 23 |
Συντομογραφίες: AIST, Ιαπωνικό Εθνικό Ινστιτούτο Προηγμένης Βιομηχανικής Επιστήμης και Τεχνολογίας. (ap), περιοχή ανοίγματος. a-Si, άμορφο πυρίτιο / κράμα υδρογόνου, CIGS, CuIn 1-y Ga y Se 2 ; CZTS, Cu2ZnSnS4, CZTSSe, Cu2ZnSnS 4-y Sey; (δα), καθορισμένη περιοχή φωτισμού. FhG-ISE, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, νανοκρυσταλλικό ή μικροκρυσταλλικό πυρίτιο, (t), συνολική έκταση.
μια φασματική απόκριση και μια καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην Έκδοση 50 αυτών των πινάκων.
β Δεν μετράται σε εξωτερικό εργαστήριο.
γ Φασματική απόκριση και καμπύλη ρεύματος-τάσης που αναφέρεται στην Έκδοση 51 αυτών των πινάκων.
d Αναφέρεται σε βάση "ανά κύτταρο".
e Φασματικές αποκρίσεις και καμπύλη τρέχουσας τάσης που αναφέρονται στην Έκδοση 45 αυτών των πινάκων.
f Αναβαθμίζεται από την αρχική μέτρηση.
g Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην παρούσα έκδοση αυτών των πινάκων.
h Η καμπύλη φασματικής απόκρισης και τάσης ρεύματος αναφέρεται στην έκδοση 52 αυτών των πινάκων.
i Σταθεροποιημένη κατά 1000 ώρες έκθεση σε 1 ηλιακό φως στους 50 C.
j Αρχική απόδοση. Οι αναφορές 67 , 68 αναφέρουν τη σταθερότητα παρόμοιων συσκευών.
k Μέσος όρος στροφών προς τα εμπρός και προς τα πίσω στα 150 mV / s (υστέρηση ± 0,26%).
l Μετρούνται με χρήση σάρωσης 13 σημείων IV με σταθερή μεροληψία έως ότου τα δεδομένα σταθεροποιηθούν σε επίπεδο 0,05%.
m Αρχική απόδοση. Η αναφορά 71 εξετάζει τη σταθερότητα παρόμοιων συσκευών.
n Φασματική απόκριση και καμπύλη ρεύματος-τάσης που αναφέρεται στην Έκδοση 41 αυτών των πινάκων.
o Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην Έκδοση 46 αυτών των πινάκων.
p Φασματική απόκριση και καμπύλη ρεύματος-τάσης που αναφέρεται στην Έκδοση 43 αυτών των πινάκων.
q Αρχική απόδοση. Οι αναφορές 69 , 70 εξετάζουν τη σταθερότητα παρόμοιων συσκευών.
Πίνακας 2. "Σημαντικές εξαιρέσεις" για κυψέλες και υπομονάδες μονής διακλάδωσης: Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν τα αποτελέσματα "όχι δεκάδες" και δεν ταξινομούνται σύμφωνα με το παγκόσμιο φάσμα AM1.5 (1000 Wm -2 ) στους 25 ° C (IEC 60904-3: 2008, ASTM G-173-03 global) | Ταξινόμηση | Αποδοτικότητα,% | Περιοχή, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm2 | Παράγοντας πλήρωσης,% | Κέντρο δοκιμών (ημερομηνία) | Περιγραφή |
|---|
| Κύτταρα (πυρίτιο) |
| Si (κρυσταλλική) | 25,0 ± 0,5 | 4.00 (δα) | 0,706 | 42.7 α | 82.8 | Sandia (3/99) β | Πάνω / πίσω επαφές PERC τύπου UNSW p 24 |
| Si (κρυσταλλική) | 25,8 ± 0,5 c | 4.008 (δα) | 0,7241 | 42.87 d | 83,1 | FhG-ISE (7/17) | FhG-ISE, επάνω / πίσω επαφές τύπου n 25 |
| Si (κρυσταλλική) | 26,1 ± 0,3 c | 3.9857 (δα) | 0.7266 | 42,62 e | 84.3 | ISFH (2/18) | ISFH, πίσω τύπου IBC 26 |
| Si (μεγάλο) | 26,6 ± 0,5 | 179,74 (δα) | 0.7403 | 42.5 f | 84.7 | FhG-ISE (11/16) | Kaneka, πίσω τύπου IBC 4 |
| Si (πολυκρυσταλλική) | 22,0 ± 0,4 | 245,83 (t) | 0,6717 | 40.55 d | 80.9 | FhG-ISE (9/17) | Jinko ηλιακή, μεγάλη p τύπου 27 |
| Τα κύτταρα (ΙΙΙ-ν) |
| GaInP | 21,4 ± 0,3 | 0,2504 (ap) | 1.4932 | 16,31 g | 87.7 | NREL (9/16) | Ηλεκτρονικά LG, υψηλό εύρος ζώνης 28 |
| GaInAsP / GaInAs | 32,6 ± 1,4 c | 0.248 (ap) | 2,024 | 19.51 d | 82.5 | NREL (10/17) | NREL, μονολιθικό παράλληλο 29 |
| Τα κύτταρα (χαλκογονίδιο) |
| CdTe (λεπτό φιλμ) | 22,1 ± 0,5 | 0,4798 (δα) | 0.8872 | 31.69 h | 78.5 | Νιούπορτ (11/15) | Πρώτο ηλιακό στο γυαλί 30 |
| CZTSSe (λεπτό φιλμ) | 12,6 ± 0,3 | 0,4209 (ap) | 0,5134 | 35,21 ί | 69.8 | Νιούπορτ (7/13) | Η λύση της IBM αναπτύχθηκε 31 |
| CZTSSe (λεπτό φιλμ) | 12,6 ± 0,3 | 0.4804 (δα) | 0,5411 | 35.39 | 65.9 | Νιούπορτ (10/18) | DGIST, Κορέα 14 |
| CZTS (λεπτό φιλμ) | 11,0 ± 0,2 | 0.2339 (δα) | 0.7306 | 21.74 f | 69.3 | NREL (3/17) | UNSW σε γυαλί 32 |
| Κύτταρα (άλλα) |
| Περοβσκίτης (λεπτό φιλμ) | 23,7 ± 0,8 j , k | 0,0739 (ρρ) | 1.1697 | 25,40 λίτρα | 79.8 | Νιούπορτ (9/18) | ISCAS, Πεκίνο 33 |
| Οργανικά (λεπτό-φιλμ) | 15,6 ± 0,2 m | 0,4113 (δα) | 0,8381 | 25,03 l | 74.5 | NREL (11/18) | Sth Κίνα U. - Κεντρικό Sth U. 34 |
Συντομογραφίες: AIST, Ιαπωνικό Εθνικό Ινστιτούτο Προηγμένης Βιομηχανικής Επιστήμης και Τεχνολογίας. (ap), περιοχή ανοίγματος. CIGSSe, CuInGaSSe; CZTS, Cu2ZnSnS4, CZTSSe, Cu2ZnSnS 4-y Sey; (δα), καθορισμένη περιοχή φωτισμού. FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solar Energiesysteme; ISFH, Ινστιτούτο Ερευνών Ηλιακής Ενέργειας, Hamelin. NREL, Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (t), συνολική έκταση.
μια φασματική απάντηση που αναφέρεται στην Έκδοση 36 αυτών των πινάκων.
b Ανακατανεμημένο από την αρχική μέτρηση.
c Δεν μετράται σε εξωτερικό εργαστήριο.
d Φασματική απόκριση και καμπύλες τάσης ρεύματος που αναφέρονται στην Έκδοση 51 αυτών των πινάκων.
e Φασματική απόκριση και καμπύλη ρεύματος-τάσης που αναφέρεται στην Έκδοση 52 αυτών των πινάκων.
f Φασματική απόκριση και καμπύλες τάσης ρεύματος που αναφέρονται στην Έκδοση 50 αυτών των πινάκων.
g Φασματική απόκριση και καμπύλες τάσης ρεύματος που αναφέρονται στην Έκδοση 49 αυτών των πινάκων.
h Κρίσεις φασματικής απόκρισης και / ή τάσης ρεύματος που αναφέρονται στην Έκδοση 46 αυτών των πινάκων.
i Φασματική απόκριση και καμπύλες τάσης ρεύματος που αναφέρονται στην Έκδοση 44 αυτών των πινάκων.
j Η σταθερότητα δεν έχει διερευνηθεί. Οι αναφορές 69 , 70 καταγράφουν τη σταθερότητα παρόμοιων συσκευών.
k Μετράται με τη χρήση σάρωσης 13 σημείων IV με σταθερή τάση, μέχρις ότου το ρεύμα προσδιοριστεί ως αμετάβλητο.
l Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην παρούσα έκδοση αυτών των πινάκων.
m Μακροπρόθεσμη σταθερότητα δεν ερευνήθηκε. Οι αναφορές 69 , 70 καταγράφουν τη σταθερότητα παρόμοιων συσκευών.
Πίνακας 3. Επιβεβαιωμένη αποτελεσματικότητα των επίγειων κυψελών πολλαπλών συνδέσεων και των υπομονάδων που μετρήθηκαν στο παγκόσμιο φάσμα AM1.5 (1000 W / m 2 ) στους 25 ° C (IEC 60904-3: 2008, ASTM G-173-03 σε παγκόσμιο επίπεδο) | Ταξινόμηση | Αποδοτικότητα,% | Περιοχή, cm 2 | Voc, V | Jsc, mA / cm2 | Παράγοντας πλήρωσης,% | Κέντρο δοκιμών (ημερομηνία) | Περιγραφή |
|---|
| III-V πολλαπλών εντολών |
| 5 κελί σύνδεσης (συνδεδεμένο) | 38,8 ± 1,2 | 1.021 (ap) | 4.767 | 9.564 | 85.2 | NREL (7/13) | Spectrolab, 2-τερματικό 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 α | 86.7 | AIST (2/13) | Οξεία, 2ετής. 36 |
| GaInP / GaAs (μονολιθικά) | 32,8 ± 1,4 | 1.000 (ap) | 2,568 | 14.56 β | 87.7 | NREL (9/17) | Ηλεκτρονικά LG, 2 όροι. |
| Πολλαπλές αποστολές με c-Si |
| GaInP / GaAs / Si (μηχανική στοίβα) | 35.9 ± 0.5 c | 1.002 (δα) | 2,52 / 0,681 | 13.6 / 11.0 | 87,5 / 78,5 | NREL (2/17) | NREL / CSEM / EPFL, τετραετής. 37 |
| GaInP / GaAs / Si (συνδεδεμένο με δίσκο) | 33,3 ± 1,2 c | 3.984 (ap) | 3.127 β | 12,7 β | 83.5 | FhG-ISE (8/17) | Fraunhofer ISE, διάρκειας 2 ωρών. 38 |
| GaInP / GaAs / Si (μονολιθικό) | 22.3 ± 0.8 c | 0.994 (ap) | 2.619 | 10,0 d | 85,0 | FhG-ISE (10/18) | Fraunhofer ISE, διάρκειας 2 ωρών. 39 |
| GaAsP / Si (μονολιθικό) | 20,1 ± 1,3 | 3.940 (ap) | 1.673 | 14,94 e | 80.3 | NREL (5/18) | OSU / SolAero / UNSW, διάρκειας 2 ωρών. |
| GaAs / Si (mech. Stack) | 32,8 ± 0,5 c | 1.003 (δα) | 1,09 / 0,683 | 28.9 / 11.1 e | 85,0 / 79,2 | NREL (12/16) | NREL / CSEM / EPFL, τετραετής. 37 |
| Περοβσκίτης / Si (μονολιθικός) | 27,3 ± 0,8 f | 1,090 (δα) | 1.813 | 19.99 d | 75.4 | FhG-ISE (6/18) | Oxford PV 40 |
| GaInP / GaInAs / Ge, Si (φασματοσκοπικό ελάχιστο τμήμα) | 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, τετραετής. 41 |
| a-Si / nc-Si πολλαπλών εντολών |
| α-Si / nc-Si / nc-Si (λεπτό φιλμ) | 14,0 ± 0,4 g , c | 1,045 (δα) | 1,922 | 9,94 h | 73.4 | AIST (5/16) | AIST, διάρκειας 2 ωρών. 42 |
| a-Si / nc-Si (κύτταρο λεπτής μεμβράνης) | 12,7 ± 0,4 g , c | 1.000 (δα) | 1.342 | 13.45 ί | 70.2 | AIST (10/14) | AIST, διάρκειας 2 ωρών. 16 |
| Αξιοσημείωτη εξαίρεση |
| Perovskite / CIGS j | 22,4 ± 1,9 f | 0,042 (δα) | 1.774 | 17,3 g | 73.1 | NREL (11/17) | UCLA, διάρκειας 2 ωρών. 43 |
| GaInP / GaAs / GaInAs | 37,8 ± 1,4 | 0.998 (ρρ) | 3.013 | 14.60 d | 85,8 | NREL (1/18) | Microlink (ELO) 44 |
Συντομογραφίες: AIST, Ιαπωνικό Εθνικό Ινστιτούτο Προηγμένης Βιομηχανικής Επιστήμης και Τεχνολογίας. (ap), περιοχή ανοίγματος. a-Si, άμορφο πυρίτιο / υδρογόνο · (δα), καθορισμένη περιοχή φωτισμού. FhG-ISE, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, νανοκρυσταλλικό ή μικροκρυσταλλικό πυρίτιο, (t), συνολική έκταση.
μια φασματική απόκριση και μια καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην Έκδοση 42 αυτών των πινάκων.
b Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην Έκδοση 51 αυτών των πινάκων.
c Δεν μετράται σε εξωτερικό εργαστήριο.
δ Η καμπύλη απόκρισης φάσματος και τάσης ρεύματος αναφέρεται στην παρούσα έκδοση αυτών των πινάκων.
e Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην έκδοση 50 ή 52 αυτών των πινάκων.
f Αρχική απόδοση. Οι αναφορές 67 , 68 αναφέρουν τη σταθερότητα παρόμοιων συσκευών που βασίζονται σε perovskite.
g Σταθεροποιημένο με έκθεση 1000 ωρών σε 1 ηλιακό φως στους 50 C.
h Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην Έκδοση 49 αυτών των πινάκων.
i Φασματικές αποκρίσεις και καμπύλη ρεύματος τάσης που αναφέρονται στην Έκδοση 45 αυτών των πινάκων.
j Περιοχή που είναι πολύ μικρή για να χαρακτηριστεί ως καταγραφή κατηγορίας.
Πίνακας 4. Επιβεβαιωμένες αποδόσεις των επίγειων δομοστοιχείων που μετρήθηκαν στο παγκόσμιο φάσμα AM1.5 (1000 W / m 2 ) σε θερμοκρασία κυψελίδας 25 ° C (IEC 60904-3: 2008, ASTM G-173-03 σε παγκόσμιο επίπεδο) | Ταξινόμηση | Effic.,% | Περιοχή, cm 2 | V oc , V | I sc , Α | FF,% | Κέντρο δοκιμών (ημερομηνία) | Περιγραφή |
|---|
| Si (κρυσταλλική) | 24,4 ± 0,5 | 13177 (δα) | 79.5 | 5.04 α | 80.1 | AIST (9/16) | Kaneka (108 κύτταρα) 4 |
| Si (πολυκρυσταλλική) | 19,9 ± 0,4 | 15143 (ap) | 78.87 | 4.795 α | 79.5 | FhG-ISE (10/16) | Trina ηλιακή (120 κελιά) 45 |
| GaAs (λεπτό φιλμ) | 25,1 ± 0,8 | 866,45 (ap) | 11.08 | 2.303 b | 85.3 | NREL (11/17) | Συσκευές Alta 46 |
| CIGS (Cd δωρεάν) | 19,2 ± 0,5 | 841 (ap) | 48.0 | 0,456 b | 73.7 | AIST (1/17) | Ηλιακά σύνορα (70 κελιά) 47 |
| CdTe (λεπτό φιλμ) | 18,6 ± 0,5 | 7038,8 (δα) | 110.6 | 1.533 d | 74.2 | NREL (4/15) | Πρώτη ηλιακή, μονολιθική 48 |
| a-Si / nc-Si (διαδοχικά) | 12,3 ± 0,3 f | 14322 (t) | 280,1 | 0.902 f | 69.9 | ESTI (9/14) | TEL ηλιακή, εργαστήρια Trubbach 49 |
| Perovskite | 11,6 ± 0,4 g | 802 (δα) | 23,79 | 0,577 ώρες | 68.0 | AIST (4/18) | Toshiba (22 κελιά) 19 |
| Οργανικός | 8,7 ± 0,3 g | 802 (δα) | 17.47 | 0,569 d | 70.4 | AIST (5/14) | Toshiba 23 |
| Πολλαπλασιασμός |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 31,2 ± 1,2 | 968 (δα) | 23.95 | 1.506 | 83,6 | AIST (2/16) | Sharp (32 κελιά) 50 |
| Αξιοσημείωτη εξαίρεση |
| CIGS (μεγάλο) | 15,7 ± 0,5 | 9703 (ap) | 28.24 | 7.254 ί | 72.5 | NREL (11/10) | Miasole 51 |
Συντομογραφίες: (ap), περιοχή ανοίγματος. a-Si, άμορφο πυρίτιο / κράμα υδρογόνου, α-SiGe, άμορφο πυρίτιο / γερμάνιο / κράμα υδρογόνου, CIGSS, CuInGaSSe; (δα), καθορισμένη περιοχή φωτισμού. Αποτελεσματικότητα. FF, παράγοντας πλήρωσης. nc-Si, νανοκρυσταλλικό ή μικροκρυσταλλικό πυρίτιο, (t), συνολική έκταση.
μια φασματική απόκριση και μια καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην Έκδοση 49 αυτών των πινάκων.
b Φασματική απόκριση και καμπύλη ρεύματος-τάσης που αναφέρεται στην έκδοση 50 ή 51 αυτών των πινάκων.
γ Απόκριση φασματικής απόκρισης ή / και τάσης ρεύματος αναφερόμενη στην Έκδοση 47 αυτών των πινάκων.
d Φασματική απόκριση και καμπύλη ρεύματος τάσης που αναφέρεται στην Έκδοση 45 αυτών των πινάκων.
ε Σταθεροποιείται στον κατασκευαστή στο επίπεδο 2% ακολουθώντας τη διαδικασία IEC επαναλαμβανόμενων μετρήσεων.
f Φασματική απόκριση και / ή καμπύλη ρεύματος τάσης που αναφέρεται στην Έκδοση 46 αυτών των πινάκων.
g Αρχική απόδοση. Οι αναφορές 67 , 70 εξετάζουν τη σταθερότητα παρόμοιων συσκευών.
h Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην παρούσα έκδοση αυτών των πινάκων.
i Φασματική απόκριση που αναφέρεται στην Έκδοση 37 αυτών των πινάκων.
Ο Πίνακας 2 περιέχει αυτό που μπορεί να περιγραφεί ως "αξιοσημείωτες εξαιρέσεις" για κυψέλες και υπομονάδες μονής δέσμης "ενός ηλίου" στην παραπάνω κατηγορία. Αν και δεν συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις που πρέπει να αναγνωριστούν ως καταγραφή κατηγορίας, οι συσκευές του Πίνακα 2 έχουν αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά που θα ενδιαφέρουν τμήματα της φωτοβολταϊκής κοινότητας, με καταχωρήσεις που βασίζονται στη σημασία και την επικαιρότητά τους. Για να ενθαρρυνθούν οι διακρίσεις, ο πίνακας περιορίζεται σε ονομαστικά 12 συμμετοχές, με τους παρόντες συγγραφείς να έχουν ψηφίσει τις προτιμήσεις τους για συμπερίληψη. Οι αναγνώστες που έχουν προτάσεις αξιοσημείωτων εξαιρέσεων για να συμπεριληφθούν σε αυτό ή σε επόμενα τραπέζια είναι ευπρόσδεκτοι να επικοινωνήσουν με οποιονδήποτε από τους συγγραφείς με πλήρη στοιχεία. Προτάσεις που συμμορφώνονται με τις οδηγίες θα συμπεριληφθούν στη λίστα ψηφοφορίας για ένα μελλοντικό θέμα.
Ο Πίνακας 3 εισήχθη για πρώτη φορά στην Έκδοση 49 αυτών των πινάκων και συνοψίζει τον αυξανόμενο αριθμό αποτελεσμάτων κυττάρων και υπομονάδων που περιλαμβάνουν συσκευές υψηλής απόδοσης πολλαπλών συνδέσμων υψηλής απόδοσης (που αναφέρονται προηγουμένως στον Πίνακα 1 ). Ο Πίνακας 4 παρουσιάζει τα καλύτερα αποτελέσματα για ενότητες ενός ηλίου, τόσο μονής όσο και πολλαπλής διασταύρωσης, ενώ ο Πίνακας 5 παρουσιάζει τα καλύτερα αποτελέσματα για τις μονάδες συγκέντρωσης και τα δομοστοιχεία συγκεντρωτή. Ένας μικρός αριθμός "αξιοσημείωτων εξαιρέσεων" περιλαμβάνονται επίσης στους Πίνακες 3-5 .
Πίνακας 5. Αποδόσεις της κυψέλης συγκέντρωσης των γήινων συγκεντρωτών και της δομοστοιχείου των δομοστοιχείων που μετρήθηκαν σύμφωνα με το φάσμα AM1.5 άμεσης δέσμης ASTM G-173-03 σε θερμοκρασία κυψελίδας 25 ° C | Ταξινόμηση | Effic.,% | Περιοχή, cm 2 | Ένταση a , ήλιος | Κέντρο δοκιμών (ημερομηνία) | Περιγραφή |
|---|
| Ενιαία κελιά |
| GaAs | 30,5 ± 1,0 b | 0.10043 (δα) | 258 | NREL (10/18) | NREL, 1-διακλάδωση |
| Σι | 27,6 ± 1,2 c | 1.00 (δα) | 92 | FhG-ISE (11/04) | Amonix back-contact 52 |
| CIGS (λεπτό φιλμ) | 23,3 ± 1,2 d , π.χ. | 0,09902 (ap) | 15 | NREL (3/14) | NREL 53 |
| Πολλαπλασιαστικά στοιχεία |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs | 46,0 ± 2,2 f | 0,0520 (δα) | 508 | AIST (10/14) | Soitec / CEA / FhG-ISE 4j συνδεδεμένο 54 |
| GaInP / GaAs / GaInAs / GaInAs | 45,7 ± 2,3 d , g | 0.09709 (δα) | 234 | NREL (9/14) | NREL, 4j μονολιθικό 55 |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 44,4 ± 2,6 h | 0.1652 (δα) | 302 | FhG-ISE (4/13) | Sharp, 3j ανεστραμμένη μεταμόρφωση 56 |
| GaInAsP / GaInAs | 35,5 ± 1,2 i , d | 0.10031 (δα) | 38 | NREL (10/17) | NREL 2-διακλάδωση (2j) |
| Minimodule |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs | 43,4 ± 2,4 d , j | 18,2 (ap) | 340 k | FhG-ISE (7/15) | Fraunhofer ISE 4j (φακός / κύτταρο) 57 |
| Υπομονάδα |
| GaInP / GaInAs / Ge, Si | 40,6 ± 2,0 j | 287 (ap) | 365 | NREL (4/16) | UNSW 4j φάσμα διαίρεσης 58 |
| Ενότητες |
| Σι | 20,5 ± 0,8 d | 1875 (ap) | 79 | Sandia (4/89) l | Sandia / UNSW / ENTECH (12 κελιά) 59 |
| Τρεις κόμβοι (3j) | 35,9 ± 1,8 m | 1092 (ap) | N / A | NREL (8/13) | Amonix 60 |
| Τέσσερις κόμβοι (4j) | 38,9 ± 2,5 n | 812,3 (ap) | 333 | FhG-ISE (4/15) | Soitec 61 |
| "Σημαντικές εξαιρέσεις" |
| Si (μεγάλη περιοχή) | 21,7 ± 0,7 | 20,0 (δα) | 11 | Σάντια (9/90) k | UNSW με αυλακώσεις με λέιζερ 62 |
| Φωτεινό ελαφρύ δοχείο | 7.1 ± 0.2 | 25 (ap) | 2,5 k | ESTI (9/08) | ECN Petten, κύτταρα GaAs 63 |
| 4j minimodule | 41,4 ± 2,6 d | 121.8 (ap) | 230 | FhG-ISE (9/18) | FhG-ISE, 10 κύτταρα 57 |
Συντομογραφίες: (ap), περιοχή ανοίγματος. CIGS, CuInGaSe 2 ; (δα), καθορισμένη περιοχή φωτισμού. Αποτελεσματικότητα. FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solar Energiesysteme; NREL, Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας.
Ένας ήλιος αντιστοιχεί σε άμεση ακτινοβολία 1000 Wm- 2 .
b Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην παρούσα έκδοση αυτών των πινάκων.
c Μετρήθηκε υπό ένα χαμηλό φάσμα οπτικού βάθους αερολύματος παρόμοιο με το ASTM G-173-03 direct 72 .
δ Δεν μετράται σε εξωτερικό εργαστήριο.
e Φασματική απόκριση και καμπύλη ρεύματος-τάσης που αναφέρεται στην Έκδοση 44 αυτών των πινάκων.
f Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην Έκδοση 45 αυτών των πινάκων.
g Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην Έκδοση 46 αυτών των πινάκων.
h Φασματική απόκριση και καμπύλη τάσης ρεύματος που αναφέρεται στην Έκδοση 42 αυτών των πινάκων.
i Φασματική απόκριση και καμπύλη ρεύματος-τάσης που αναφέρεται στην Έκδοση 51 αυτών των πινάκων.
j Καθορίζεται στις συνθήκες αναφοράς IEC 62670-1 CSTC.
k Γεωμετρική συγκέντρωση.
l Ανακατανεμημένο από την αρχική μέτρηση.
m Αναφέρεται σε άμεση ακτινοβολία 1000 W / m 2 και θερμοκρασία κυψελών 25 ° C χρησιμοποιώντας το κυρίαρχο ηλιακό φάσμα και μια εσωτερική διαδικασία για τη μετάφραση της θερμοκρασίας.
n Μετρούνται σύμφωνα με τις συνθήκες αναφοράς του IEC 62670-1 σύμφωνα με το τρέχον σχέδιο τάσης IEC 62670-3.
2 ΝΕΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Δέκα νέα αποτελέσματα αναφέρονται στην παρούσα έκδοση αυτών των πινάκων. Το πρώτο νέο αποτέλεσμα στον Πίνακα 1 (κυψέλες ενός ηλίου) αντιπροσωπεύει μια ολοκληρωμένη εγγραφή για κάθε ηλιακό κύτταρο μιας σύνδεσης. Αξιολογήθηκε απόδοση 29,1% για κυψελίδα GaAs 1 cm2 κατασκευασμένο από την Alta Devices 8 και μετρήθηκε στο Ινστιτούτο Fraunhofer για ηλιακά συστήματα ενέργειας (FhG-ISE).
Το δεύτερο νέο αποτέλεσμα είναι μια απόδοση 11,3% που μετράται για ένα ηλιακό κύτταρο των 1,2 cm2 CZTSSe (Cu 2 ZnSnS x Se 4- x) που κατασκευάζεται από το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας Daegu Gyeongbuk (DGIST), Κορέα 14 και μετράται από το Newport Εργαστήριο PV.
Το πρώτο από τα τρία νέα αποτελέσματα στον Πίνακα 2 (σημαντικές εξαιρέσεις ενός ηλίου) ισούται με την προηγούμενη εγγραφή για μια κυψέλη CZTSSe μικρής περιοχής. Μία απόδοση 12,6% μετρήθηκε επίσης στο Newport για ένα κύτταρο 0,48 cm2 κατασκευασμένο εκ νέου από την DGIST. Η περιοχή κυττάρων είναι πολύ μικρή για ταξινόμηση ως τελικό αρχείο, με τους στόχους αποδοτικότητας των ηλιακών κυττάρων σε κυβερνητικά ερευνητικά προγράμματα που καθορίζονται γενικά σε όρους κυτταρικής περιοχής 1 cm 2 ή μεγαλύτερης. 64 - 66
Το δεύτερο νέο αποτέλεσμα στον Πίνακα 2 αντιπροσωπεύει ένα νέο ρεκόρ για ένα ηλιακό κύτταρο πεβονίτη Pb-αλογονίδιο, με απόδοση 23,7% επιβεβαιωμένη για μια μικρή περιοχή 0.07 cm2 που κατασκευάζεται από το Ινστιτούτο Ημιαγωγών της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (ISCAS ), Το Πεκίνο 33 και μετρήθηκε στο Newport.
Για τα κύτταρα perovskite, οι πίνακες δέχονται τώρα αποτελέσματα βασισμένα σε μετρήσεις "οιονεί σταθερής κατάστασης" (μερικές φορές αποκαλούνται "stablilised" στο πεδίο perovskite, αν και αυτό συγκρούεται με τη χρήση σε άλλες περιοχές φωτοβολταϊκών). Μαζί με άλλες αναδυόμενες τεχνολογίες, τα κύτταρα perovskite μπορεί να μην παρουσιάζουν το ίδιο επίπεδο σταθερότητας με τα συμβατικά κύτταρα, με τη σταθερότητα των κυττάρων του perovskite να συζητούνται αλλού. 67 , 68
Μια τρίτη νέα "αξιοσημείωτη εξαίρεση" στον Πίνακα 2 είναι 13,3% για μια πολύ μικρή περιοχή οργανικών ηλιακών κυψελών 0.04 cm2 κατασκευασμένη από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Κίνας και το Central South University 34 και μετρήθηκε στο Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL). Η σταθερότητα των οργανικών ηλιακών κυττάρων συζητείται αλλού 69 , 70 με την περιοχή των κυττάρων και πάλι πολύ μικρή για ταξινόμηση ως τελικό αρχείο.
Τρία νέα αποτελέσματα αναφέρονται στον Πίνακα 3 σχετικά με τις συσκευές ενός ηλίου, πολλαπλών συνδέσμων. Το πρώτο είναι 23,3% για μια μονολιθική συσκευή τρανζίστορ GainP / GaAs / Si 1-cm 2 (μονολιθική, μεταμορφική, άμεση ανάπτυξη) που κατασκευάστηκε και μετρήθηκε από το Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. 39
Το δεύτερο νέο αποτέλεσμα αναφέρει την επίδειξη απόδοσης 27,3% για μονολιθική συσκευή δύο τεσσάρων συνδέσμων perovskite / πυριτίου διπλής διασταύρωσης κατασκευασμένη από την Oxford PV 40 και μετρήθηκε εκ νέου από το Fraunhofer Institute for Solar Energy System. Σημειώστε ότι αυτή η αποτελεσματικότητα υπερβαίνει πλέον την υψηλότερη απόδοση για ένα κύτταρο πυριτίου μιας σύνδεσης (Πίνακας 1 ), αν και για μια συσκευή πολύ μικρότερης περιοχής.
Ένα τρίτο νέο αποτέλεσμα για τον Πίνακα 3 συμπεριλαμβάνεται ως "αξιοσημείωτη εξαίρεση" ως κυψελίδα πολλαπλών δεσμών. Έχει μετρηθεί απόδοση 37,8% για μονολιθικό μονοκλωνικό τρισδιάστατο μονοκλωνικό κύτταρο 1-cm2 GaInP / GaAs / GaInAs κατασκευασμένο από Microlink Devices 44 και μετρήθηκε στο NREL. Το αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό αυτής της συσκευής είναι ότι κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας επιταξιακή ανύψωση από ένα υπόστρωμα που μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί. 44
Δύο νέα αποτελέσματα εμφανίζονται στον Πίνακα 5 ("κυψέλες συγκέντρωσης και μονάδες"). Η πρώτη είναι η απόδοση 30,5% για ένα συγκεντρωτικό κύτταρο GaAs που κατασκευάζεται και μετράται από το NREL.
Το δεύτερο είναι μια "αξιοσημείωτη εξαίρεση". Αποδεικνύεται απόδοση 41,4% για ένα minimodule συγκεντρωτή 122 cm 2 που αποτελείται από 10 γυάλινους ακροματικούς φακούς και 10 φωτοβολταϊκά GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs 4-συνδετικά ηλιακά κύτταρα κατασκευασμένα και μετρούμενα με FhG-ISE. Αυτή είναι η υψηλότερη απόδοση που μετράται για μια τέτοια αλληλοσυνδεόμενη μονάδα συμπυκνωτή.
Τα φάσματα EQE για τα νέα κυτταρικά αποτελέσματα GaAs και CZTSSe που αναφέρονται στο παρόν τεύχος αυτών των πινάκων παρουσιάζονται στην Εικόνα 1 Α, με το Σχήμα 1 Β να δείχνει τις καμπύλες τάσης-τάσης ρεύματος (JV) για τις ίδιες συσκευές. Το Σχήμα 2Α δείχνει το EQE για τα νέα αποτελέσματα κυψελών OPV και perovskite με το Σχήμα 2 Β να δείχνει τις τρέχουσες καμπύλες JV. Το σχήμα 3 Α, Β δείχνει τις αντίστοιχες καμπύλες EQE και JV για τα νέα αποτελέσματα δύο κυψελίδων και δύο τερματικών.
A, Εξωτερική κβαντική αποτελεσματικότητα (EQE) για τα νέα αποτελέσματα κυττάρων GaAs και CZTSSe που αναφέρονται σε αυτό το τεύχος. B, αντίστοιχες καμπύλες πυκνότητας τάσης (JV) για τις ίδιες συσκευές [Το έγχρωμο σχήμα μπορεί να προβληθεί στο wileyonlinelibrary.com ] 
A, Εξωτερική Κβαντική Απόδοση (EQE) για τα νέα αποτελέσματα κυττάρων OPV και perovskite που αναφέρονται σε αυτό το τεύχος. B, αντίστοιχες καμπύλες τάσης πυκνότητας-τάσης (JV) [Το έγχρωμο σχήμα μπορεί να προβληθεί στο wileyonlinelibrary.com ] 
Α, Εξωτερική κβαντική αποτελεσματικότητα (EQE) για τα νέα αποτελέσματα πολλαπλών κυττάρων που αναφέρονται σε αυτό το τεύχος (μερικά αποτελέσματα κανονικοποιούνται). B, αντίστοιχες καμπύλες τάσης πυκνότητας-τάσης (JV) [Το έγχρωμο σχήμα μπορεί να προβληθεί στο wileyonlinelibrary.com ] 3 ΑΠΟΠΟΙΗΣΗ ΕΥΘΥΝΗΣ
Ενώ οι πληροφορίες που παρέχονται στους πίνακες παρέχονται με καλή πίστη, οι συντάκτες, οι εκδότες και οι εκδότες δεν μπορούν να δεχτούν άμεση ευθύνη για τυχόν σφάλματα ή παραλείψεις.
ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ
Το Αυστραλιανό Κέντρο Προηγμένων Φωτοβολταικών άρχισε να λειτουργεί τον Φεβρουάριο του 2013 με υποστήριξη της Αυστραλιανής Κυβέρνησης μέσω του Αυστραλιανού Οργανισμού Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ARENA). Η Αυστραλιανή Κυβέρνηση δεν αποδέχεται την ευθύνη για τις απόψεις, τις πληροφορίες ή τις συμβουλές που εκφράζονται εδώ. Το έργο του D. Levi υποστηρίχθηκε από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ με τη Σύμβαση DE-AC36-08-GO28308 με το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. Το έργο της AIST υποστηρίχθηκε εν μέρει από τον Ιαπωνικό Οργανισμό Ανάπτυξης Νέων Ενεργειών και Βιομηχανικής Τεχνολογίας (NEDO) στο Υπουργείο Οικονομίας, Εμπορίου και Βιομηχανίας (METI).
