Od: www.onlinelibrary.wiley.com
1. ÚVOD
Od ledna 1993 „ Progress in Photovoltaics “ zveřejnilo šest měsíčních výpisů o nejvyšších potvrzených účincích pro celou řadu fotovoltaických článků a technologií modulů. 1 - 3 Tím, že poskytuje pokyny pro zahrnutí výsledků do těchto tabulek, poskytuje nejen autoritativní shrnutí současného stavu techniky, ale také vybízí výzkumné pracovníky, aby hledali nezávislé potvrzení výsledků a standardizovali výsledky. Ve verzi 33 těchto tabulek byly aktualizovány 3 výsledky podle nového mezinárodně uznávaného referenčního spektra (Mezinárodní komise pro elektrotechniku IEC 60904-3, vydání 2, 2008).
Nejdůležitějším kritériem pro zahrnutí výsledků do tabulek je to, že musely být nezávisle měřeny uznávaným zkušebním střediskem uvedeným jinde. 2 Rozlišují se tři různé způsobilé definice oblasti buněk: celková plocha, plocha apertury a určená osvětlovací plocha, jak je definováno i jinde 2 (všimněte si, že pokud je použito maskování, masky musí mít jednoduchou geometrii clony, například čtverec). obdélníkové nebo kruhové). Účinnosti „aktivní plochy“ nejsou zahrnuty. Existují také určité minimální hodnoty požadované plochy pro různé typy zařízení (nad 0,05 cm 2 pro buňku koncentrátoru, 1 cm 2 pro buňku s jedním slunečním zářením, 800 cm 2 pro modul a 200 cm 2 pro „submodulu“). ).
Výsledky jsou uvedeny pro buňky a moduly vyrobené z různých polovodičů a pro podkategorie v rámci každé skupiny polovodičů (např. Krystalické, polykrystalické a tenké fólie). Od verze 36 jsou informace o spektrální odpovědi zahrnuty (pokud je to možné) ve formě grafu externí kvantové účinnosti (EQE) versus vlnové délky, buď jako absolutní hodnoty, nebo normalizované na špičkovou měřenou hodnotu. Křivky proudového napětí (IV) byly také zahrnuty tam, kde je to možné, od verze 38 dále. Grafické shrnutí pokroku za prvních 25 let, během něhož byly tabulky zveřejněny, bylo zahrnuto do verze 51. 2
Výsledky s nejvyšším potvrzeným „jedním sluncem“ a modulem jsou uvedeny v tabulkách 1-4 . Jakékoli změny v tabulkách z těch, které byly dříve publikovány 1, jsou uvedeny tučně. Ve většině případů je uveden odkaz na literaturu, který popisuje buď hlášený výsledek, nebo podobný výsledek (čtenáři, kteří identifikují lepší odkazy, jsou vítáni k podání hlavnímu autorovi). V tabulce 1 jsou shrnuty nejvhodnější měření pro jednokontaktové jednokontaktové buňky a submoduly „jedno slunce“.
Tabulka 1. Potvrzené účinnosti jednofázových pozemních článků a submodulu měřených pod globálním spektrem AM1,5 (1000 W / m 2 ) při 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G-173-03 globální) | Klasifikace | Účinnost,% | Plocha, cm2 | V oc , V | J sc , mA / cm2 | Faktor plnění,% | Testovací centrum (datum) | Popis |
|---|
| Křemík |
| Si (krystalická buňka) | 26,7 ± 0,5 | 79,0 (da) | 0,738 | 42,65 a | 84,9 | AIST (3/17) | Kaneka, n-typ zadní IBC 4 |
| Si (multikrystalická buňka) | 22,3 ± 0,4 b | 3,923 (ap) | 0,6742 | 41,08 c | 80,5 | FhG-ISE (8/17) | FhG-ISE, n-type 5 |
| Si (submodul tenkého přenosu) | 21,2 ± 0,4 | 239,7 (ap) | 0,687 d | 38,50 d , e | 80.3 | NREL (4/14) | Solexel (tloušťka 35 μm) 6 |
| Si (tenký filmový modul) | 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="" skle)="">7 |
| III-V buňky |
| GaAs (tenkovrstvá buňka) | 29,1 ± 0,6 | 0,998 (ap) | 1.1272 | 29,78 g | 86,7 | FhG-ISE (10/18) | Zařízení Alta 8 |
| GaAs (multikrystalické) | 18,4 ± 0,5 | 4,011 (t) | 0,994 | 23.2 | 79,7 | NREL (11/95) | RTI, Ge substrát 9 |
| InP (krystalická buňka) | 24,2 ± 0,5 b | 1,008 (ap) | 0,939 | 31,15 a | 82,6 | NREL (3/13) | NREL 10 |
| Chalkogenid tenkého filmu |
| CIGS (buňka) | 22,9 ± 0,5 | 1.041 (da) | 0,744 | 38,77 h | 79,5 | AIST (11/17) | Sluneční hranice 11 , 12 |
| CdTe (buňka) | 21,0 ± 0,4 | 1.0623 (ap) | 0,8759 | 30,25 e | 79.4 | Newport (8/14) | First Solar, na skle 13 |
| CZTSSe (buňka) | 11,3 ± 0,3 | 1.1761 (da) | 0,5333 | 33,57 g | 63,0 | Newport (10/18) | DGIST, Korea 14 |
| CZTS (buňka) | 10,0 ± 0,2 | 1.113 (da) | 0,7083 | 21,77 | 65.1 | NREL (3/17) | UNSW 15 |
| Amorfní / mikrokrystalická |
| Si (amorfní buňka) | 10,2 ± 0,3 i, b | 1.001 (da) | 0,896 | 16,36 e | 69,8 | AIST (7/14) | AIST 16 |
| Si (mikrokrystalická buňka) | 11,9 ± 0,3 b | 1.044 (da) | 0,550 | 29,72 | 75,0 | AIST (2/17) | AIST 16 |
| Perovskite |
| Perovskite (buňka) | 20,9 ± 0,7 i , j | 0,991 (da) | 1.125 | 24,92 c | 74,5 | Newport (7/17) | KRICT 17 |
| Perovskite (minimodule) | 17,25 ± 0,6 j, l | 17,277 (da) | 1,070 d | 20,66 d , h | 78.1 | Newport (5/18) | Microquanta, 7 sériových buněk 18 |
| Perovskite (submodule) | 11,7 ± 0,4 i | 703 (da) | 1,073 d | 14,36 d , h | 75,8 | AIST (3/18) | Toshiba, 44 sériových buněk 19 |
| Dye senzibilizované |
| Dye (buňka) | 11,9 ± 0,4 j , k | 1.005 (da) | 0,744 | 22,47 n | 71.2 | AIST (9/12) | Sharp 20 |
| Dye (minimodule) | 10,7 ± 0,4 j , l | 26,55 (da) | 0,754 d | 20,19 d , o | 69,9 | AIST (2/15) | Sharp, 7 sériových buněk 21 |
| Dye (submodule) | 8,8 ± 0,3 j | 398,8 (da) | 0,697 d | 18,42 d , s | 68,7 | AIST (9/12) | Sharp, 26 sériových buněk 22 |
| Organický |
| Organické (buňka) | 11,2 ± 0,3 q | 0,992 (da) | 0,780 | 19,30 e | 74.2 | AIST (10/15) | Toshiba 23 |
| Organické (minimodule) | 9,7 ± 0,3 q | 26,14 (da) | 0,806 d | 16,47 d, o | 73.2 | AIST (2/15) | Toshiba (buňky řady 8) 23 |
Zkratky: AIST, Japonský národní institut pokročilých průmyslových věd a technologií; (ap), plocha otvoru; a-Si, amorfní slitina křemíku a vodíku; CIGS, CuIn 1 γ y Ga y Se 2 ; CZTS, Cu2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4 ‐ y Se y ; (da) označená osvětlovací plocha; FhG-ISE, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, nanokrystalický nebo mikrokrystalický křemík; (t), celková plocha.
Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 50 těchto tabulek.
b Není měřeno v externí laboratoři.
c Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 51 těchto tabulek.
d Hlášeno na základě „na buňku“.
e Spektrální odezvy a křivka aktuálního napětí uvedená ve verzi 45 těchto tabulek.
f Rekalibrace z původního měření.
g Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená v této verzi těchto tabulek.
h Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 52 těchto tabulek.
i Stabilizováno 1000 hodin při 1 slunečním světle při 50 ° C.
j Počáteční výkon. Odkazy 67 , 68 zkoumají stabilitu podobných zařízení.
k Průměr dopředného a zpětného tahu při 150 mV / s (hystereze ± 0,26%).
l Měřeno pomocí 13 bodového tažení s konstantním předpětím až do dosažení konstantní hodnoty 0,05%.
m Počáteční účinnost. Reference 71 hodnotí stabilitu podobných zařízení.
n Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 41 těchto tabulek.
o Spektrální odezva a křivka aktuálního napětí uvedená ve verzi 46 těchto tabulek.
p Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 43 těchto tabulek.
q Počáteční výkon. Odkazy 69 , 70 zkoumají stabilitu podobných zařízení.
Tabulka 2. „Významné výjimky“ pro jednočlánkové buňky a submoduly: „Top tucet“ potvrdil výsledky, nikoli záznamy třídy, měřené pod globálním spektrem AM1.5 (1000 Wm −2 ) při 25 ° C (IEC 60904–3: 2008, ASTM G-173-03 globální) | Klasifikace | Účinnost,% | Plocha, cm2 | V oc , V | J sc , mA / cm2 | Faktor plnění,% | Testovací centrum (datum) | Popis |
|---|
| Buňky (křemík) |
| Si (krystalický) | 25,0 ± 0,5 | 4,00 (da) | 0,706 | 42,7 | 82,8 | Sandia (3/99) | UNSW p-typ PERC horní / zadní kontakty 24 |
| Si (krystalický) | 25,8 ± 0,5 c | 4,008 (da) | 0,7241 | 42,87 d | 83.1 | FhG-ISE (7/17) | FhG-ISE, n-typ horní / zadní kontakty 25 |
| Si (krystalický) | 26,1 ± 0,3 c | 3.9857 (da) | 0,7266 | 42,62 e | 84.3 | ISFH (2/18) | ISFH, zadní typ IBC 26 |
| Si (velký) | 26,6 ± 0,5 | 179,74 (da) | 0,7403 | 42,5 f | 84,7 | FhG-ISE (11/16) | Kaneka, n-typ zadní IBC 4 |
| Si (multikrystalický) | 22,0 ± 0,4 | 245,83 (t) | 0,6717 | 40,55 d | 80,9 | FhG-ISE (9/17) | Jinko solární, velký p-typ 27 |
| Buňky (III-V) |
| GaInP | 21,4 ± 0,3 | 0,2504 (ap) | 1.4932 | 16,31 g | 87,7 | NREL (9/16) | LG elektronika, vysoká bandgap 28 |
| GaInAsP / GaInAs | 32,6 ± 1,4 c | 0,248 (ap) | 2,024 | 19,51 d | 82.5 | NREL (10/17) | NREL, monolitický tandem 29 |
| Buňky (chalkogenid) |
| CdTe (tenký film) | 22,1 ± 0,5 | 0.4798 (da) | 0,8872 | 31,69 h | 78,5 | Newport (11/15) | První sluneční na sklo 30 |
| CZTSSe (tenký film) | 12,6 ± 0,3 | 0,4209 (ap) | 0,5134 | 35,21 i | 69,8 | Newport (7/13) | Růst IBM řešení 31 |
| CZTSSe (tenký film) | 12,6 ± 0,3 | 0.4804 (da) | 0,5411 | 35,39 | 65,9 | Newport (10/18) | DGIST, Korea 14 |
| CZTS (tenký film) | 11,0 ± 0,2 | 0,2339 (da) | 0,7306 | 21,74 | 69.3 | NREL (3/17) | UNSW na skle 32 |
| Buňky (jiné) |
| Perovskit (tenký film) | 23,7 ± 0,8 j , k | 0.0739 (ap) | 1.1697 | 25,40 l | 79,8 | Newport (9/18) | ISCAS, Peking 33 |
| Organický (tenký film) | 15,6 ± 0,2 m | 0,4113 (da) | 0,8381 | 25,03 l | 74,5 | NREL (11/18) | Sth China U. - Central Sth U. 34 |
Zkratky: AIST, Japonský národní institut pokročilých průmyslových věd a technologií; (ap), plocha otvoru; CIGSSe, CuInGaSSe; CZTS, Cu2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4 ‐ y Se y ; (da) označená osvětlovací plocha; FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; ISFH, Institut pro výzkum solární energie, Hamelin; NREL, Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie; (t), celková plocha.
Spektrální odezva uvedená ve verzi 36 těchto tabulek.
b Rekalibrace z původního měření.
c Není měřeno v externí laboratoři.
d Křivky spektrální odezvy a proudového napětí uvedené ve verzi 51 těchto tabulek.
e Spektrální odezva a křivka proudu a napětí uvedená ve verzi 52 těchto tabulek.
f Křivky spektrální odezvy a proudového napětí uvedené ve verzi 50 těchto tabulek.
g Křivky spektrální odezvy a proudového napětí uvedené ve verzi 49 těchto tabulek.
h Křivky spektrální odezvy a / nebo proudové napětí uvedené ve verzi 46 těchto tabulek.
i Křivky spektrální odezvy a proudového napětí uvedené ve verzi 44 těchto tabulek.
j Stabilita nebyla zkoumána. Odkazy 69 , 70 dokumentují stabilitu podobných zařízení.
k Měřeno pomocí 13-bodového IV cyklu s konstantním předpětím napětí až do okamžiku, kdy je proud změněn.
l Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená v této verzi těchto tabulek.
m Dlouhodobá stabilita nebyla zkoumána. Odkazy 69 , 70 dokumentují stabilitu podobných zařízení.
Tabulka 3. Potvrzená efektivita pozemních článků a submodulu měřená pod globálním spektrem AM1.5 (1000 W / m 2 ) při 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G-173-03 globální). | Klasifikace | Účinnost,% | Plocha, cm2 | Voc, V | Jsc, mA / cm 2 | Faktor plnění,% | Testovací centrum (datum) | Popis |
|---|
| III-V multijunkce |
| 5 spojovací buňka (lepená) | 38,8 ± 1,2 | 1.021 (ap) | 4.767 | 9,564 | 85.2 | NREL (7/13) | Spectrolab, 2-svorka 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 | 86,7 | AIST (2/13) | Sharp, 2 semestry. 36 |
| GaInP / GaAs (monolitický) | 32,8 ± 1,4 | 1.000 (ap) | 2.568 | 14,56 b | 87,7 | NREL (9/17) | LG elektronika, 2 semestry. |
| Multijunkce s c-Si |
| GaInP / GaAs / Si (mech. 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, čtyřletý. 37 |
| GaInP / GaAs / Si (oplatková deska) | 33,3 ± 1,2 c | 3,984 (ap) | 3.127 | 12.7 | 83,5 | FhG-ISE (8/17) | Fraunhofer ISE, 2-semestrální. 38 |
| GaInP / GaAs / Si (monolitický) | 22,3 ± 0,8 c | 0,994 (ap) | 2.619 | 10,0 d | 85,0 | FhG-ISE (10/18) | Fraunhofer ISE, 2-semestrální. 39 |
| GaAsP / Si (monolitický) | 20,1 ± 1,3 | 3,940 (ap) | 1,673 | 14,94 e | 80.3 | NREL (5/18) | OSU / SolAero / UNSW, 2-termín. |
| GaAs / Si (mech. 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, čtyřletý. 37 |
| Perovskit / Si (monolitický) | 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 (spektrální rozdělení minimodulu) | 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-termín. 41 |
| a − Si / nc − Si multijunkce |
| a ‐ Si / nc ‐ Si / nc ‐ Si (tenký film) | 14,0 ± 0,4 g , c | 1,045 (da) | 1.922 | 9,94 h | 73.4 | AIST (5/16) | AIST, 2-semestrální. 42 |
| a ‐ Si / nc ‐ Si (tenkovrstvá buňka) | 12,7 ± 0,4 g , c | 1.000 (da) | 1,342 | 13,45 i | 70.2 | AIST (10/14) | AIST, 2-semestrální. 16 |
| Významná výjimka |
| Perovskite / CIGS j | 22,4 ± 1,9 f | 0,042 (da) | 1,774 | 17,3 g | 73.1 | NREL (11/17) | UCLA, 2-semestrální. 43 |
| GaInP / GaAs / GaInAs | 37,8 ± 1,4 | 0,998 (ap) | 3.013 | 14,60 d | 85.8 | NREL (1/18) | Microlink (ELO) 44 |
Zkratky: AIST, Japonský národní institut pokročilých průmyslových věd a technologií; (ap), plocha otvoru; a-Si, amorfní slitina křemíku a vodíku; (da) označená osvětlovací plocha; FhG-ISE, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, nanokrystalický nebo mikrokrystalický křemík; (t), celková plocha.
a Křivka spektrální odezvy a proudového napětí uvedená ve verzi 42 těchto tabulek.
b Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 51 těchto tabulek.
c Není měřeno v externí laboratoři.
d Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená v této verzi těchto tabulek.
e Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 50 nebo 52 těchto tabulek.
f Počáteční účinnost. Odkazy 67 , 68 zkoumají stabilitu podobných zařízení na bázi perovskitů.
g Stabilizováno 1000 hodin při 1 slunečním světle při 50 ° C.
h Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 49 těchto tabulek.
i Spektrální odezvy a křivka aktuálního napětí uvedená ve verzi 45 těchto tabulek.
j Prostor příliš malý na to, aby se kvalifikoval jako přímý záznam třídy.
Tabulka 4. Potvrzené účinnosti pozemních modulů měřené pod globálním spektrem AM1,5 (1000 W / m 2 ) při teplotě článku 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G-173-03 globální) | Klasifikace | Effic.,% | Plocha, cm2 | V oc , V | I sc , A | FF,% | Testovací centrum (datum) | Popis |
|---|
| Si (krystalický) | 24,4 ± 0,5 | 13177 (da) | 79,5 | 5,04 | 80.1 | AIST (9/16) | Kaneka (108 buněk) 4 |
| Si (multikrystalický) | 19,9 ± 0,4 | 15143 (ap) | 78,87 | 4,795 | 79,5 | FhG-ISE (10/16) | Trina solární (120 článků) 45 |
| GaAs (tenký film) | 25,1 ± 0,8 | 866,45 (ap) | 11.08 | 2.303 | 85.3 | NREL (11/17) | Alta zařízení 46 |
| CIGS (Cd zdarma) | 19,2 ± 0,5 | 841 (ap) | 48,0 | 0,456 b | 73.7 | AIST (1/17) | Sluneční hranice (70 buněk) 47 |
| CdTe (tenký film) | 18,6 ± 0,5 | 7038,8 (da) | 110,6 | 1,533 d | 74.2 | NREL (4/15) | První solární, monolitická 48 |
| a ‐ Si / nc ‐ Si (tandem) | 12,3 ± 0,3 f | 14322 (t) | 280,1 | 0,902 f | 69,9 | ESTI (9/14) | TEL solar, laboratoře Trubbach 49 |
| Perovskite | 11,6 ± 0,4 g | 802 (da) | 23,79 | 0,577 h | 68,0 | AIST (4/18) | Toshiba (22 buněk) 19 |
| Organický | 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 buněk) 50 |
| Významná výjimka |
| CIGS (velké) | 15,7 ± 0,5 | 9703 (ap) | 28,24 | 7.254 i | 72,5 | NREL (11/10) | Miasole 51 |
Zkratky: (ap), plocha otvoru; a-Si, amorfní slitina křemíku a vodíku; a-SiGe, amorfní slitina křemíku / germania / vodíku; CIGSS, CuInGaSSe; (da) označená osvětlovací plocha; Efekt. FF, plnicí faktor; nc-Si, nanokrystalický nebo mikrokrystalický křemík; (t), celková plocha.
Spektrální odezva a křivka aktuálního napětí uvedená ve verzi 49 těchto tabulek.
b Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 50 nebo 51 těchto tabulek.
c Spektrální odezva a / nebo křivka proudového napětí uvedená ve verzi 47 těchto tabulek.
d Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 45 těchto tabulek.
e Stabilizovaný u výrobce na úroveň 2% podle postupu opakovaného měření IEC.
f Spektrální odezva a / nebo křivka proudového napětí uvedená ve verzi 46 těchto tabulek.
g Počáteční výkon. References 67 , 70 zkoumají stabilitu podobných zařízení.
h Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená v této verzi těchto tabulek.
i Spektrální odezva uvedená ve verzi 37 těchto tabulek.
V tabulce 2 je uvedeno, co by mohlo být popsáno jako „významné výjimky“ pro jednočlánkové jednočlánkové buňky a submoduly ve výše uvedené kategorii. Zařízení, která nejsou v souladu s požadavky, které mají být uznány jako záznam třídy, mají v tabulce 2 významné vlastnosti, které budou zajímavé pro sekce fotovoltaické komunity, se vstupy založenými na jejich významu a včasnosti. Pro podporu diskriminace je tabulka omezena na nominálně 12 záznamů, přičemž současní autoři hlasovali pro své preference pro zařazení. Čtenáři, kteří mají návrhy na pozoruhodné výjimky pro zařazení do této nebo následujících tabulek, jsou vítáni, aby kontaktovali některého z autorů s podrobnostmi. Návrhy v souladu s pokyny budou zahrnuty do hlasovacího seznamu pro budoucí vydání.
Tabulka 3 byla poprvé představena ve verzi 49 těchto tabulek a shrnuje rostoucí počet výsledků buněk a submodulu s vysokou účinností, zařízení pro více spojení jedním sluncem (dříve uvedená v tabulce 1 ). Tabulka 4 ukazuje nejlepší výsledky pro moduly s jedním slunečním zářením, a to jak jednoduché, tak i vícenásobné, zatímco tabulka 5 ukazuje nejlepší výsledky pro koncentrátorové buňky a koncentrátorové moduly. V tabulkách 3-5 je také uveden malý počet „významných výjimek“.
Tabulka 5. Účinky terestriálního koncentrátoru buněk a modulů měřené podle spektra přímého paprsku ASTM G-173-03 AM1.5 při teplotě článku 25 ° C | Klasifikace | Effic.,% | Plocha, cm2 | Intenzita a , slunce | Testovací centrum (datum) | Popis |
|---|
| Jednotlivé buňky |
| GaAs | 30,5 ± 1,0 b | 0.10043 (da) | 258 | NREL (10/18) | NREL, 1-křižovatka |
| Si | 27,6 ± 1,2 c | 1,00 (da) | 92 | FhG-ISE (11/04) | Zpětný kontakt Amonix 52 |
| CIGS (tenký film) | 23,3 ± 1,2 d , e | 0.09902 (ap) | 15 | NREL (3/14) | NREL 53 |
| Multijunkční buňky |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs | 46,0 ± 2,2 f | 0,0520 (da) | 508 | AIST (10/14) | Soitec / CEA / FhG-ISE 4j spojeno 54 |
| GaInP / GaAs / GaInAs / GaInAs | 45,7 ± 2,3 d , g | 0.09709 (da) | 234 | NREL (9/14) | NREL, 4j monolitický 55 |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 44,4 ± 2,6 h | 0,1652 (da) | 302 | FhG-ISE (4/13) | Sharp, 3j invertovaný metamorfní 56 |
| GaInAsP / GaInAs | 35,5 ± 1,2 i , d | 0.10031 (da) | 38 | NREL (10/17) | Spojení NREL 2 (2j) |
| Minimodule |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs | 43,4 ± 2,4 d , j | 18,2 (ap) | 340 k | FhG-ISE (7/15) | Fraunhofer ISE 4j (čočka / buňka) 57 |
| Submodule |
| GaInP / GaInAs / Ge, Si | 40,6 ± 2,0 j | 287 (ap) | 365 | NREL (4/16) | Rozdělené spektrum UNSW 4j 58 |
| Moduly |
| Si | 20,5 ± 0,8 d | 1875 (ap) | 79 | Sandia (4/89) | Sandia / UNSW / ENTECH (12 článků) 59 |
| Tři křižovatky (3j) | 35,9 ± 1,8 m | 1092 (ap) | N / A | NREL (8/13) | Amonix 60 |
| Čtyři křižovatky (4j) | 38,9 ± 2,5 n | 812,3 (ap) | 333 | FhG-ISE (4/15) | Soitec 61 |
| „Významné výjimky“ |
| Si (velká plocha) | 21,7 ± 0,7 | 20,0 (da) | 11 | Sandia (9/90) k | UNSW laser drážkovaný 62 |
| Luminiscenční minimum | 7,1 ± 0,2 | 25 (ap) | 2,5 k | ESTI (9/08) | ECN Petten, GaAs buňky 63 |
| 4j minimodule | 41,4 ± 2,6 d | 121,8 (ap) | 230 | FhG-ISE (9/18) | FhG-ISE, 10 buněk 57 |
Zkratky: (ap), plocha otvoru; CIGS, CuInGaSe2; (da) označená osvětlovací plocha; Efekt. FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; NREL, Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie.
a Jedno slunce odpovídá přímému ozáření 1000 Wm −2 .
b Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená v této verzi těchto tabulek.
c Měřeno při nízkém spektru optických hloubek aerosolu podobných ASTM G-173-03 direct 72 .
d Není měřeno v externí laboratoři.
e Spektrální odezva a křivka aktuálního napětí uvedená ve verzi 44 těchto tabulek.
f Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 45 těchto tabulek.
g Spektrální odezva a křivka aktuálního napětí uvedená ve verzi 46 těchto tabulek.
h Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 42 těchto tabulek.
i Spektrální odezva a křivka proudového napětí uvedená ve verzi 51 těchto tabulek.
j Určeno podle referenčních podmínek CSTC IEC 62670‐1.
k Geometrická koncentrace.
l Kalibrace z původního měření.
m Vztahuje se na 1000 W / m 2 přímého ozáření a teploty článku 25 ° C s využitím převládajícího slunečního spektra a interního postupu pro přenos teploty.
n Měřeno podle referenčních podmínek IEC 62670‐1 podle aktuálního návrhu IEC 62670‐3.
2 NOVÉ VÝSLEDKY
V současné verzi těchto tabulek je uvedeno deset nových výsledků. První nový výsledek v tabulce 1 (buňky s jedním slunečním zářením) představuje přímý záznam pro každý jednoproudý solární článek. Účinnost 29,1% byla měřena pro 1 cm2 GaAs buňku vyrobenou přístroji Alta Devices 8 a měřenou na Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (FhG-ISE).
Druhým novým výsledkem je účinnost 11,3% měřená pro solární článek 1,2 cm2 CZTSSe (Cu 2 ZnSnS x Se 4 ‐x) vyrobeného Institutem vědy a technologie Daegu Gyeongbuk (DGIST), Korea 14 a měřeno Newportem Laboratoř fotovoltaiky.
První ze tří nových výsledků v tabulce 2 („výjimečné výjimky“) se rovná předchozímu záznamu pro malou oblast CZTSSe buňky. Účinnost 12,6% byla měřena také v Newportu pro 0,48 cm2 buňku opět vyrobenou DGIST. Oblast buněk je příliš malá pro klasifikaci jako přímý záznam, s cíli účinnosti solárních článků ve vládních výzkumných programech obecně specifikovaných z hlediska oblasti buněk 1 cm2 nebo větší. 64 - 66
Druhý nový výsledek v tabulce 2 představuje nový rekord pro solární článek Pb-halogenid perovskitových solárních článků s účinností 23,7% potvrzenou pro malou plochu 0,07 cm2 vyrobenou Institutem pro polovodiče Čínské akademie věd (ISCAS). ), Peking 33 a měřeno v Newportu.
V případě buněk perovskitů tabulky nyní přijímají výsledky založené na měřeních „kvazi-ustáleného stavu“ (někdy nazývaných „stabilizované“ v oblasti perovskitu, i když to je v rozporu s použitím v jiných oblastech fotovoltaiky). Spolu s dalšími novými technologiemi nemusí perovskitové buňky vykazovat stejnou úroveň stability jako běžné buňky, se stabilitou perovskitových buněk diskutovaných jinde. 67 , 68
Třetí nová „pozoruhodná výjimka“ v tabulce 2 je 13,3% pro velmi malou plochu 0,04 cm2 organického solárního článku vyrobeného univerzitou South China University a Central South University 34 a měřenou na National Renewable Energy Laboratory (NREL). Stabilita organických solárních článků je diskutována jinde na 69 , 70, přičemž oblast buněk je opět příliš malá pro klasifikaci jako přímý záznam.
Tři nové výsledky jsou uvedeny v Tabulce 3 týkající se jednoúčelového zařízení, multijunkčního zařízení. První z nich je 23,3% pro monolitický třícestný dvoumístný tandemový přístroj GaInP / GaAs / Si (monolitický, metamorfní, přímý růst) vyráběný a měřený Fraunhoferovým institutem pro solární systémy. 39
Druhý nový výsledek ukazuje účinnost 27,3% pro 1-cm2 perovskitové / křemíkové monolitické dvoupásmové zařízení vyrobené firmou Oxford PV 40 a opět měřené Fraunhofer Institute for Solar Energy System. Všimněte si, že tato účinnost nyní překračuje nejvyšší účinnost pro křemíkovou buňku s jedním uzlem (tabulka 1 ), i když pro zařízení s mnohem menší plochou.
Třetí nový výsledek pro tabulku 3 je zahrnut jako „významná výjimka“ pro vícejadernou buňku. Účinnost 37,8% byla měřena pro monolitický třícestný dvouvodičový článek o délce 1 cm2 GaInP / GaAs / GaInAs. a měřeno na NREL. Pozoruhodným rysem tohoto zařízení je, že byl vyroben s použitím epitaxního zdvihání ze substrátu, který může být znovu použit. 44
V tabulce 5 jsou uvedeny dva nové výsledky („koncentrátorové buňky a moduly“). První z nich je 30,5% účinnost pro jednu buňku GaAs koncentrátoru vyrobenou a měřenou pomocí NREL.
Druhý je „pozoruhodná výjimka“. Účinnost 41,4% je uvedena u minima pro 122 cm2 koncentrátoru skládajícího se z 10 skleněných akromatických čoček a 10 waferů spojených GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs 4 solárních článků vyrobených a měřených FhG-ISE. To je nejvyšší účinnost měřená pro takový propojený koncentrátorový modul.
Spektra EQE pro nové výsledky buněk GaAs a CZTSSe popsaných v tomto čísle těchto tabulek jsou znázorněna na obr. 1 A, na obr. 1B jsou znázorněny křivky napětí proudové hustoty (JV) pro stejná zařízení. Obrázek 2A ukazuje EQE pro novou buňku OPV a perovskitový modul, přičemž obrázek 2B ukazuje jejich aktuální křivky JV. Obrázek 3A, B ukazuje odpovídající křivky EQE a JV pro nové dvou-koncové, dvoukoncové výsledky buněk.
A, Externí kvantová účinnost (EQE) pro nové výsledky GaAs a CZTSSe buněk v této problematice; B, odpovídající křivky proudové hustoty (JV) pro stejná zařízení [Barevný obrázek lze zobrazit na wileyonlinelibrary.com ] 
A, Externí kvantová účinnost (EQE) pro nové výsledky OPV a perovskitových buněk uváděných v tomto čísle; B, odpovídající křivky aktuální hustoty-napětí (JV) [Barevný obrázek lze zobrazit na wileyonlinelibrary.com ] 
A, Externí kvantová účinnost (EQE) pro nové výsledky multijunkčních buněk uváděných v tomto čísle (některé výsledky jsou normalizovány); B, odpovídající křivky hustoty proudu (JV) [Barevný obrázek lze zobrazit na wileyonlinelibrary.com ] 3 ODMÍTNUTÍ
Zatímco informace uvedené v tabulkách jsou poskytovány v dobré víře, autoři, redaktoři a vydavatelé nemohou přebírat přímou odpovědnost za jakékoli chyby nebo opomenutí.
POTVRZENÍ
Australské centrum pro pokročilé fotovoltaiky zahájilo provoz v únoru 2013 s podporou australské vlády prostřednictvím Australské agentury pro obnovitelné zdroje energie (ARENA). Australská vláda nepřijímá odpovědnost za názory, informace nebo rady zde vyjádřené. Práce D. Leviho podpořilo americké ministerstvo energetiky na základě smlouvy č. DE-AC36-08-GO28308 s Národním laboratoří pro obnovitelné zdroje energie. Práce v AIST byla částečně podpořena Japonskou organizací pro rozvoj nových energetických a průmyslových technologií (NEDO) pod Ministerstvem hospodářství, obchodu a průmyslu (METI).
