Alates: www.onlinelibrary.wiley.com
1. SISSEJUHATUS
Alates 1993. aasta jaanuarist on „ Fotogalvaanika edusammud ” avaldanud kuus igakuist loendit suurima kinnitatud efektiivsuse kohta paljude fotogalvaaniliste elementide ja moodulite tehnoloogiate jaoks. 1 - 3 Suuniste andmiseks tulemuste lisamiseks nendesse tabelitesse ei anna see mitte ainult usaldusväärset kokkuvõtet praegusest tehnika tasemest, vaid julgustab ka teadlasi otsima tulemuste sõltumatut kinnitamist ja andma tulemustest aru standardiseeritud alusel. Nende tabelite versioonis 33 ajakohastati 3 tulemust uuele rahvusvaheliselt tunnustatud võrdlusspektrile (Rahvusvaheline Elektrotehnikakomisjon IEC 60904‐3, 2. trükk, 2008).
Kõige olulisem kriteerium tulemuste tabelisse lisamiseks on see, et neid peavad mõõtma iseseisvalt mujal loetletud tunnustatud katsekeskus. 2 Eraldatakse kolm erinevat rakupiirkonna abikõlblikku määratlust: üldpindala, apertuuri ala ja määratud valgustusala, nagu on määratletud ka mujal 2 (arvestage, et kui maskeeringut kasutatakse, peab maskidel olema lihtne diafragma geomeetria, näiteks ruudukujuline). , ristkülikukujuline või ümmargune). „Aktiivse piirkonna” tõhusust ei ole arvestatud. Samuti on erinevate seadmetüüpide jaoks soovitud ala miinimumväärtused (kontsentratsioonikambri puhul üle 0,05 cm 2 , ühe päikese lahtri puhul 1 cm 2 , mooduli puhul 800 cm 2 ja „submoduli” puhul 200 cm 2) ).
Tulemused esitatakse erinevate pooljuhtide ja iga pooljuhtide rühmade alamkategooriate jaoks tehtud rakkude ja moodulite kohta (nt kristalne, polükristalne ja õhuke kile). Alates versioonist 36 lisatakse spektraalse reageeringu informatsioon (võimaluse korral) välise kvantitõhususe (EQE) graafikuna lainepikkuse suhtes kas absoluutväärtustena või normaliseerituna mõõdetud maksimaalse väärtusega. Voolu-pinge (IV) kõverad on võimaluse korral lisatud ka versioonist 38. Versioonile 51 on lisatud graafiline kokkuvõte edusammudest esimese 25 aasta jooksul, mille jooksul tabelid on avaldatud
Kõrgeimad kinnitatud "ühe päikese" rakkude ja moodulite tulemused on esitatud tabelites 1-4 . Kõik eelnevalt avaldatud tabelites tehtud muudatused on rasvases kirjas. Enamikul juhtudel on esitatud kirjandusviide, mis kirjeldab kas teatatud tulemust või sarnast tulemust (täiustatud viiteid tuvastavad lugejad on oodatud esitama juhtautorile). Tabelis 1 on kokkuvõtlikult esitatud üksiku päikese (mitte-kontsentraator) ühekordsete ühekordsete rakkude ja submodulite parimad aruanded.
Tabel 1. Ühe ristmikuga maapealse raku ja submoduli efektiivsuse suurenemine, mõõdetuna ülemaailmses AM1,5 spektris (1000 W / m 2 ) 25 ° C juures (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G-173‐03 globaalne) | Klassifikatsioon | Tõhusus,% | Pindala, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm2 | Täitmistegur,% | Testikeskus (kuupäev) | Kirjeldus |
|---|
| Räni |
| Si (kristalne rakk) | 26,7 ± 0,5 | 79,0 (da) | 0,738 | 42,65 a | 84.9 | AIST (3/17) | Kaneka, n-tüüpi tagumine IBC 4 |
| Si (mitmekristalne rakk) | 22,3 ± 0,4 b | 3.923 (ap) | 0,6742 | 41,08 c | 80.5 | FhG-ISE (8/17) | FhG-ISE, n-tüüp 5 |
| Si (õhukese ülekande alamoodul) | 21,2 ± 0,4 | 239,7 (ap) | 0,687 d | 38.50 d , e | 80.3 | NREL (4/14) | Solexel (paksusega 35 μm) 6 |
| Si (õhuke kile minimaalne moodul) | 10,5 ± 0,3 | 94,0 (ap) | 0,492 d | 29,7 d , f | 72.1 | FhG-ISE (8/07) | CSG Solar (<2 μm="" klaasil)="">7 |
| III-V rakud |
| GaAs (õhuke kile) | 29,1 ± 0,6 | 0,998 (ap) | 1.1272 | 29,78 g | 86.7 | FhG-ISE (10/18) | Alta Devices 8 |
| GaAs (multikristalne) | 18,4 ± 0,5 | 4,011 (t) | 0,994 | 23.2 | 79.7 | NREL (11/95) | RTI, Ge substraat 9 |
| InP (kristalne rakk) | 24,2 ± 0,5 b | 1.008 (ap) | 0,939 | 31.15 a | 82.6 | NREL (3/13) | NREL 10 |
| Õhukese kalkogeeni kile |
| CIGS (rakk) | 22,9 ± 0,5 | 1.041 (da) | 0,744 | 38,77 h | 79.5 | AIST (11/17) | Solar Frontier 11 , 12 |
| CdTe (rakk) | 21,0 ± 0,4 | 1.0623 (ap) | 0,8759 | 30.25 e | 79.4 | Newport (8/14) | Esimene päike klaasil 13 |
| CZTSSe (rakk) | 11,3 ± 0,3 | 1.1761 (da) | 0,5333 | 33,57 g | 63,0 | Newport (10/18) | DGIST, Korea 14 |
| CZTS (rakk) | 10,0 ± 0,2 | 1,113 (da) | 0,7083 | 21.77 a | 65.1 | NREL (3/17) | UNSW 15 |
| Amorfne / mikrokristalne |
| Si (amorfne rakk) | 10,2 ± 0,3 i, b | 1,001 (da) | 0,896 | 16.36 e | 69.8 | AIST (7/14) | AIST 16 |
| Si (mikrokristalne rakk) | 11,9 ± 0,3 b | 1,044 (da) | 0,550 | 29.72 a | 75,0 | AIST (2/17) | AIST 16 |
| Perovskite |
| Perovskiit (rakk) | 20,9 ± 0,7 i , j | 0,991 (da) | 1.125 | 24,92 c | 74.5 | Newport (7/17) | KRICT 17 |
| Perovskite (minimaalne) | 17,25 ± 0,6 j, l | 17,277 (da) | 1,070 d | 20,66 d , h | 78.1 | Newport (5/18) | Microquanta, 7 seeriarakku 18 |
| Perovskite (alamoodul) | 11,7 ± 0,4 i | 703 (da) | 1,073 d | 14,36 d , h | 75.8 | AIST (3/18) | Toshiba, 44 jadarakk 19 |
| Värv on sensibiliseeritud |
| Värv (rakk) | 11,9 ± 0,4 j , k | 1,005 (da) | 0,744 | 22,47 n | 71.2 | AIST (9/12) | Sharp 20 |
| Värv (minimaalne) | 10,7 ± 0,4 j , l | 26,55 (da) | 0,754 d | 20,19 d , o | 69.9 | AIST (2/15) | Sharp, 7 seerianumber 21 |
| Värv (alamoodul) | 8,8 ± 0,3 j | 398,8 (da) | 0,697 d | 18.42 d , lk | 68.7 | AIST (9/12) | Sharp, 26 seerianumbrit 22 |
| Orgaaniline |
| Orgaaniline (rakuline) | 11,2 ± 0,3 q | 0,992 (da) | 0,780 | 19.30 e | 74.2 | AIST (10/15) | Toshiba 23 |
| Orgaaniline (minimaalne) | 9,7 ± 0,3 q | 26,14 (da) | 0,806 d | 16,47 d, o | 73.2 | AIST (2/15) | Toshiba (8-seeria rakud) 23 |
Lühendid: AIST, Jaapani kõrgtehnoloogilise teaduse ja tehnoloogia instituut; ap) ava; a-Si, amorfne räni / vesinik sulam; CIGS, CuIn 1– y Ga y Se 2 ; CZTS, Cu 2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4– y Se y ; da) määratud valgustusala; FhG-ISE, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, nanokristalliline või mikrokristalne räni; t) üldpindala.
nende tabelite versiooni 50 kohta esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
b Ei mõõta välises laboris.
c Nende tabelite versioonis 51 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
d Teavitatud „raku kohta” alusel.
e Nende tabelite versioonis 45 esitatud spektrivastused ja voolu-pinge kõver.
f Kalibreeritud algsest mõõtmisest.
g Nende tabelite praeguses versioonis esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
h Nende tabelite versioonis 52 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
i Stabiliseeritud 1000-tunnise kokkupuutega 1 päikesevalgusega 50 ° C juures.
j Esmane jõudlus. Viited 67 , 68 vaatavad läbi sarnaste seadmete stabiilsuse.
k Edasi- ja tagasikäikude keskmine 150 mV / s (hüsterees ± 0,26%).
l Mõõdetud kasutades 13 punkti IV pühkimist pideva kallutusega, kuni andmed püsivad 0,05% tasemel.
m Esmane efektiivsus. Viide 71 vaatab läbi sarnaste seadmete stabiilsuse.
n Nende tabelite versioonis 41 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
o Nende tabelite versioonis 46 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
p Nende tabelite versioonis 43 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
q Esmane jõudlus. Viited 69 , 70 vaatavad läbi sarnaste seadmete stabiilsuse.
Tabel 2. Ühe liitmiku rakkude ja alamoodulite jaoks “Märkimisväärsed erandid”: “Top tosinat” kinnitatud tulemusi, mitte klassi arvestust, mõõdetuna globaalse AM1,5 spektri (1000 Wm- 2 ) juures 25 ° C juures (IEC 60904–3: 2008, ASTM G-173‐03 globaalne) | Klassifikatsioon | Tõhusus,% | Pindala, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm2 | Täitmistegur,% | Testikeskus (kuupäev) | Kirjeldus |
|---|
| Rakud (räni) |
| Si (kristalne) | 25,0 ± 0,5 | 4,00 (da) | 0,706 | 42.7 a | 82.8 | Sandia (3/99) b | UNSW p-tüüpi PERC ülemine / tagumine kontakt 24 |
| Si (kristalne) | 25,8 ± 0,5 c | 4.008 (da) | 0,7241 | 42,87 d | 83.1 | FhG-ISE (7/17) | FhG-ISE, n-tüüpi ülemine / tagumine kontakt 25 |
| Si (kristalne) | 26,1 ± 0,3 c | 3,9857 (da) | 0,7266 | 42.62 e | 84.3 | ISFH (2/18) | ISFH, p-tüüpi tagumine IBC 26 |
| Si (suur) | 26,6 ± 0,5 | 179,74 (da) | 0,7403 | 42,5 f | 84.7 | FhG-ISE (11/16) | Kaneka, n-tüüpi tagumine IBC 4 |
| Si (mitmekristalne) | 22,0 ± 0,4 | 245,83 (t) | 0,6717 | 40,55 d | 80.9 | FhG-ISE (9/17) | Jinko päikese-, suur p-tüüp 27 |
| Rakud (III-V) |
| GaInP | 21,4 ± 0,3 | 0,2504 (ap) | 1,4932 | 16,31 g | 87.7 | NREL (9/16) | LG elektroonika, kõrge bandgap 28 |
| GaInAsP / GaInAs | 32,6 ± 1,4 c | 0,248 (ap) | 2.024 | 19.51 d | 82.5 | NREL (10/17) | NREL, monoliitne tandem 29 |
| Rakud (kalkogeniid) |
| CdTe (õhuke film) | 22,1 ± 0,5 | 0.4798 (da) | 0,8872 | 31,69 h | 78.5 | Newport (11/15) | Esimene päikese klaas 30 |
| CZTSSe (õhuke film) | 12,6 ± 0,3 | 0,4209 (ap) | 0,5134 | 35.21 i | 69.8 | Newport (7/13) | Kasvatatud IBMi lahendus 31 |
| CZTSSe (õhuke film) | 12,6 ± 0,3 | 0,4804 (da) | 0,5411 | 35.39 | 65.9 | Newport (10/18) | DGIST, Korea 14 |
| CZTS (õhuke film) | 11,0 ± 0,2 | 0,2339 (da) | 0,7306 | 21.74 f | 69.3 | NREL (3/17) | UNSW klaasil 32 |
| Rakud (muu) |
| Perovskite (õhuke film) | 23,7 ± 0,8 j , k | 0,0739 (ap) | 1.1697 | 25,40 l | 79.8 | Newport (9/18) | ISCAS, Peking 33 |
| Orgaaniline (õhuke film) | 15,6 ± 0,2 m | 0,4113 (da) | 0,8381 | 25,03 l | 74.5 | NREL (11/18) | Sth China U. - Kesk-Sth U |
Lühendid: AIST, Jaapani kõrgtehnoloogilise teaduse ja tehnoloogia instituut; ap) ava; CIGSSe, CuInGaSSe; CZTS, Cu 2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4– y Se y ; da) määratud valgustusala; FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; ISFH, päikeseenergiauuringute instituut, Hamelin; NREL, riiklik taastuvenergia labor; t) üldpindala.
nende tabelite versiooni 36 teatatud spektrivastus.
b Kalibreeriti algsest mõõtmisest.
c Ei mõõta välises laboris.
d Nende tabelite versioonis 51 esitatud spektrivastuse ja voolu pinge kõverad.
e Nende tabelite versioonis 52 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
f Nende tabelite versioonis 50 esitatud spektrivastuse ja voolupinge kõverad.
g Nende tabelite versioonis 49 esitatud spektrivastuse ja voolupinge kõverad.
h Nende tabelite versioonis 46 esitatud spektraalkarakteristikud ja / või voolu-pinge kõverad.
i Nende tabelite versioonis 44 esitatud spektrivastuse ja voolupinge kõverad.
j Stabiilsust ei ole uuritud. Viited 69 , 70 dokumenteerivad sarnaste seadmete stabiilsust.
k Mõõdetakse 13-punkti IV pühkimisega konstantse pinge nihke abil kuni voolu muutumiseni.
l Nende tabelite praeguses versioonis esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
m Pikaajalist stabiilsust ei ole uuritud. Viited 69 , 70 dokumenteerivad sarnaste seadmete stabiilsust.
Tabel 3. Kinnitatud mitmekordse ristlõikega maapealse raku ja submoduli efektiivsus, mõõdetuna ülemaailmses AM1,5 spektris (1000 W / m 2 ) 25 ° C juures (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G-173‐03 globaalne) | Klassifikatsioon | Tõhusus,% | Pindala, cm 2 | Voc, V | Jsc, mA / cm2 | Täitmistegur,% | Testikeskus (kuupäev) | Kirjeldus |
|---|
| III-V multijunktsioonid |
| 5 ristmik (ühendatud) | 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 / InGaA-d | 37,9 ± 1,2 | 1.047 (ap) | 3.065 | 14.27 a | 86.7 | AIST (2/13) | Sharp, 2 perspektiivis. 36 |
| GaInP / GaAs (monoliitne) | 32,8 ± 1,4 | 1.000 (ap) | 2.568 | 14.56 b | 87.7 | NREL (9/17) | LG elektroonika, 2 perspektiivis. |
| Mitmikühendused c-Si-ga |
| GaInP / GaAs / Si (mehaaniline virn) | 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-kordne. 37 |
| GaInP / GaAs / Si (volditud vahvel) | 33,3 ± 1,2 c | 3.984 (ap) | 3.127 b | 12.7 b | 83.5 | FhG-ISE (8/17) | Fraunhofer ISE, 2-tähtaeg. 38 |
| GaInP / GaAs / Si (monoliitne) | 22,3 ± 0,8 c | 0,994 (ap) | 2.619 | 10,0 d | 85,0 | FhG-ISE (10/18) | Fraunhofer ISE, 2-tähtaeg. 39 |
| GaAsP / Si (monoliitne) | 20,1 ± 1,3 | 3.940 (ap) | 1,673 | 14.94 e | 80.3 | NREL (5/18) | OSU / SolAero / UNSW, 2-tähtaegne. |
| 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, 4-kordne. 37 |
| Perovskite / Si (monoliitne) | 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 (spektraaljaotusmoodul) | 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-tähtaeg. 41 |
| a-Si / nc-Si mitmikühendused |
| a-Si / nc-Si / nc-Si (õhuke film) | 14,0 ± 0,4 g , c | 1,045 (da) | 1.922 | 9,94 h | 73.4 | AIST (5/16) | AIST, 2-tähtaegne. 42 |
| a-Si / nc-Si (õhuke film) | 12,7 ± 0,4 g , c | 1.000 (da) | 1.342 | 13.45 i | 70.2 | AIST (10/14) | AIST, 2-tähtaegne. 16 |
| Märkimisväärne erand |
| Perovskite / CIGS j | 22,4 ± 1,9 f | 0,042 (da) | 1,774 | 17,3 g | 73.1 | NREL (11/17) | UCLA, 2-tähtaeg. 43 |
| GaInP / GaAs / GaInAs | 37,8 ± 1,4 | 0,998 (ap) | 3.013 | 14.60 d | 85.8 | NREL (1/18) | Microlink (ELO) 44 |
Lühendid: AIST, Jaapani kõrgtehnoloogilise teaduse ja tehnoloogia instituut; ap) ava; a-Si, amorfne räni / vesinik sulam; da) määratud valgustusala; FhG-ISE, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, nanokristalliline või mikrokristalne räni; t) üldpindala.
nende tabelite versioonis 42 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
b Nende tabelite versioonis 51 esitatud spektrivastus ja voolu-pinge kõver.
c Ei mõõta välises laboris.
d Nende tabelite praeguses versioonis esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
e Nende tabelite versioonides 50 või 52 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
f Esmane efektiivsus. Viited 67 , 68 vaatavad läbi sarnaste perovskiit-põhiste seadmete stabiilsuse.
g Stabiliseeritakse 1000-tunnise kokkupuutega 1 päikesevalgusega 50 ° C juures.
h Nende tabelite versioonis 49 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
i Spektraalsed vastused ja voolu-pinge kõver, mis on esitatud nende tabelite versioonis 45. \ t
j Liiga väike ala, et kvalifitseeruda otseklassi rekordiks.
Tabel 4. Kinnitatud maapealse mooduli kasutegurid, mõõdetuna globaalse AM1,5 spektri (1000 W / m 2 ) juures 25 ° C raku temperatuuril (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G-173‐03 globaalne) | Klassifikatsioon | Efektiivsus.,% | Pindala, cm 2 | V oc , V | I sc , A | FF,% | Testikeskus (kuupäev) | Kirjeldus |
|---|
| Si (kristalne) | 24,4 ± 0,5 | 13177 (da) | 79.5 | 5.04 a | 80.1 | AIST (9/16) | Kaneka (108 rakku) 4 |
| Si (mitmekristalne) | 19,9 ± 0,4 | 15143 (ap) | 78,87 | 4.795 a | 79.5 | FhG-ISE (10/16) | Trina solar (120 rakku) 45 |
| GaAs (õhuke kile) | 25,1 ± 0,8 | 866,45 (ap) | 11.08 | 2.303 b | 85.3 | NREL (11/17) | Alta seadmed 46 |
| CIGS (tasuta CD) | 19,2 ± 0,5 | 841 (ap) | 48,0 | 0,456 b | 73.7 | AIST (1/17) | Päikesepiir (70 rakku) 47 |
| CdTe (õhuke film) | 18,6 ± 0,5 | 7038,8 (da) | 110.6 | 1.533 d | 74.2 | NREL (4/15) | Esimene päikese-, monoliitne 48 |
| a-Si / nc-Si (tandem) | 12,3 ± 0,3 f | 14322 (t) | 280.1 | 0,902 f | 69.9 | ESTI (9/14) | TEL päikeseenergia, Trubbachi laborid 49 |
| Perovskite | 11,6 ± 0,4 g | 802 (da) | 23.79 | 0,577 h | 68,0 | AIST (4/18) | Toshiba (22 rakku) 19 |
| Orgaaniline | 8,7 ± 0,3 g | 802 (da) | 17.47 | 0,569 d | 70.4 | AIST (5/14) | Toshiba 23 |
| Mitmeotstarbeline |
| InGaP / GaAs / InGaA-d | 31,2 ± 1,2 | 968 (da) | 23.95 | 1.506 | 83.6 | AIST (2/16) | Terav (32 rakku) 50 |
| Märkimisväärne erand |
| CIGS (suur) | 15,7 ± 0,5 | 9703 (ap) | 28.24 | 7.254 i | 72.5 | NREL (11/10) | Miasole 51 |
Lühendid: (ap), ava pind; a-Si, amorfne räni / vesinik sulam; a-SiGe, amorfne räni / germanium / vesinik sulam; CIGSS, CuInGaSSe; da) määratud valgustusala; Tõhusus, tõhusus; FF, täitmistegur; nc-Si, nanokristalliline või mikrokristalne räni; t) üldpindala.
nende tabelite versioonis 49 esitatud spektrivastuse ja voolu pinge kõver.
b Nende tabelite versioonides 50 või 51 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
c Nende tabelite versioonis 47 esitatud spektrivastus ja / või voolu-pinge kõver.
d Nende tabelite versioonis 45 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
e Stabiliseeritakse tootja juures 2% tasemele pärast IEC korduvat mõõtmist.
f Nende tabelite versioonis 46 esitatud spektrivastus ja / või voolu-pinge kõver.
g Esmane jõudlus. Viited 67 , 70 vaatavad läbi sarnaste seadmete stabiilsuse.
h Nende tabelite praeguses versioonis on esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
i Nende tabelite versioonis 37 esitatud spektraalne vastus.
Tabelis 2 on toodud ülaltoodud kategooria „ühe päikese“ ühekordsete rakkude ja allmoodulite „märkimisväärsed erandid”. Kuigi tabelis 2 toodud seadmetel ei ole klassifikaatorite tunnustamise nõudeid, on neil märkimisväärseid omadusi, mis pakuvad huvi fotogalvaanilise kogukonna osadele, millel on nende olulisus ja õigeaegsus. Diskrimineerimise julgustamiseks piirdub tabel nimelt 12 kandega, kusjuures praegused autorid hääletasid nende eelistuste eest. Lugejad, kellel on ettepanekud selles või järgnevates tabelites sisalduvate oluliste erandite kohta, on teretulnud pöörduma kõigi autorite poole. Suunistele vastavad ettepanekud lisatakse tulevase küsimuse hääletusnimekirja.
Tabel 3 võeti esmakordselt kasutusele nende tabelite versioonis 49 ja võetakse kokku kasvav arv rakkude ja allmoodulite tulemusi, mis on seotud suure efektiivsusega, ühe päikesega mitme ühendusega seadmetega (eelnevalt esitatud tabelis 1 ). Tabelis 4 on näidatud parimad tulemused ühe päikese moodulite puhul, nii ühekordse kui ka mitme ristmiku korral, samas kui tabelis 5 on toodud parimad tulemused kontsentraatorrakkude ja kontsentraatormoodulite puhul. Väike arv "märkimisväärseid erandeid" on toodud ka tabelites 3-5 .
Tabel 5. Maapealse kontsentraatori rakkude ja moodulite tõhusus, mõõdetuna ASTM G-173‐03 otsese valguse AM1,5 spektriga 25 ° C raku temperatuuril | Klassifikatsioon | Efektiivsus.,% | Pindala, cm 2 | Intensiivsus a , päikesed | Testikeskus (kuupäev) | Kirjeldus |
|---|
| Üksikud rakud |
| GaAs | 30,5 ± 1,0 b | 0.10043 (da) | 258 | NREL (10/18) | NREL, 1-ristmik |
| Si | 27,6 ± 1,2 c | 1,00 (da) | 92 | FhG-ISE (11/04) | Amonixi tagakontakt 52 |
| CIGS (õhuke film) | 23,3 ± 1,2 d , e | 0,09902 (ap) | 15 | NREL (3/14) | NREL 53 |
| Mitmeotstarbelised rakud |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs | 46,0 ± 2,2 f | 0,0520 (da) | 508 | AIST (10/14) | Soitec / CEA / FhG-ISE 4j liimitud 54 |
| GaInP / GaAs / GaInAs / GaInAs | 45,7 ± 2,3 d , g | 0,09709 (da) | 234 | NREL (9/14) | NREL, 4j monoliitne 55 |
| InGaP / GaAs / InGaA-d | 44,4 ± 2,6 h | 0,1652 (da) | 302 | FhG-ISE (4/13) | Sharp, 3j ümberpööratud metamorfiline 56 |
| GaInAsP / GaInAs | 35,5 ± 1,2 i , d | 0.10031 (da) | 38 | NREL (10/17) | NREL 2-ristmik (2j) |
| Minimoodul |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs | 43,4 ± 2,4 d , j | 18,2 (ap) | 340 k | FhG-ISE (7/15) | Fraunhofer ISE 4j (objektiiv / rakk) 57 |
| Alamoodul |
| GaInP / GaInAs / Ge, Si | 40,6 ± 2,0 j | 287 (ap) | 365 | NREL (4/16) | UNSW 4j jagatud spekter 58 |
| Moodulid |
| Si | 20,5 ± 0,8 d | 1875 (ap) | 79 | Sandia (4/89) l | Sandia / UNSW / ENTECH (12 rakku) 59 |
| Kolm ristmikku (3j) | 35,9 ± 1,8 m | 1092 (ap) | N / A | NREL (8/13) | Amonix 60 |
| Neli ristmikku (4j) | 38,9 ± 2,5 n | 812,3 (ap) | 333 | FhG-ISE (4/15) | Soitec 61 |
| „Märkimisväärsed erandid” |
| Si (suur ala) | 21,7 ± 0,7 | 20,0 (da) | 11 | Sandia (9/90) k | UNSW laseriga soonega 62 |
| Luminestseeruv minimaalne moodul | 7,1 ± 0,2 | 25 (ap) | 2,5 k | ESTI (9/08) | ECN Petten, GaAs rakud 63 |
| 4j minimaalne | 41,4 ± 2,6 d | 121,8 (ap) | 230 | FhG-ISE (9/18) | FhG-ISE, 10 rakku 57 |
Lühendid: (ap), ava pind; CIGS, CuInGaSe 2 ; da) määratud valgustusala; Tõhusus, tõhusus; FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; NREL, riiklik taastuvenergia labor.
a Üks päike vastab otsesele kiirgusele 1000 Wm −2 .
b Nende tabelite praeguses versioonis esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
c Mõõdetud madala aerosooli optilise sügavuse spektriga, mis on sarnane ASTM G-173‐03 otsesele 72 .
d Ei mõõta välises laboris.
e Nende tabelite versioonis 44 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
f Nende tabelite versioonis 45 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
g Nende tabelite versioonis 46 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
h Nende tabelite versioonis 42 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
i Nende tabelite versioonis 51 esitatud spektrivastuse ja voolu-pinge kõver.
j Määratletakse standardi IEC 62670–1 CSTC võrdlustingimustes.
k Geomeetriline kontsentratsioon.
l Uuendatud kalibreerimine algsest mõõtmisest.
m Viidatud 1000 W / m 2 otsesele kiirgusintensiivsusele ja 25 ° C raku temperatuurile, kasutades valitsevat päikesespektrit ja sisemist temperatuuri muutmise menetlust.
n Mõõdetakse standardi IEC 62670–1 võrdlustingimustes, järgides praegust IEC võimsusjooni 62670‐3.
2 UUED TULEMUSED
Nende tabelite praeguses versioonis on esitatud kümme uut tulemust. Esimene uus tulemus tabelis 1 (üks-päikesepatareid) kujutab endast otsest kirjet ükskõik milliste ühekordsete päikesepatareide kohta. Alta Devices 8 poolt valmistatud ja Fraunhoferi päikeseenergiasüsteemide instituudis (FhG-ISE) mõõdetud 1-cm2 GaAs raku jaoks mõõdeti 29,1% efektiivsust.
Teine uus tulemus on Daegu Gyeongbuki teadus- ja tehnoloogiainstituudi (DG 14 ) toodetud 1,2-cm 2 CZTSSe (Cu 2 ZnSnS x Se 4 œx) päikesepatarei efektiivsus 11,3%, mõõdetuna Newport PV labor.
Esimene kolmest uuest tulemusest tabelis 2 (üks päike "märkimisväärsed erandid") võrdub eelmise rekordiga väikese ala CZTSSe lahtri kohta. 12,6% efektiivsust mõõdeti ka Newportis 0,48 cm- 2 raku jaoks, mis oli uuesti valmistatud DGISTi poolt. Rakupiirkond on liiga väike, et klassifitseerida otsesteks andmeteks, kusjuures päikesepatareide efektiivsuse eesmärgid on valitsuse uurimisprogrammides üldiselt määratletud rakupindalaga 1 cm2 või rohkem. 64 - 66
Tabeli 2 teine uus tulemus kujutab endast uut rekordit Pb-halogeniidi perovskite päikesepatarei kohta, mille efektiivsus on 23,7% kinnitatud väikese 0,07 cm 2 raku jaoks, mille valmistas Hiina Teaduste Akadeemia pooljuhtide instituut (ISCAS). ), Peking 33 ja mõõdetud Newportis.
Perovskiitide rakkude puhul aktsepteerivad tabelid nüüd tulemusi, mis põhinevad „kvaasi-stabiilse” oleku mõõtmistel (mõnikord nimetatakse perovskiitide väljal „stabliliseeritud”), ehkki see on vastuolus fotogalvaanika teiste piirkondade kasutamisega. Koos teiste esilekerkivate tehnoloogiatega ei pruugi perovskite rakud näidata samasugust stabiilsust kui tavalised rakud, kusjuures perovskite rakkude stabiilsust on arutatud mujal. 67 , 68
Kolmas uus „märkimisväärne erand” tabelis 2 on 13,3% Lõuna-Hiina ülikooli ja Kesk-Lõuna Ülikooli 34 valmistatud väga väikese 0,04 cm 2 orgaanilise päikesepatarei puhul ja mõõdetuna riiklikus taastuvenergia laboris (NREL). Orgaaniliste päikesepatareide stabiilsust arutatakse mujal 69 , 70, kusjuures rakupiirkond on liiga väike, et seda klassifitseerida otse rekordina.
Tabelis 3 on esitatud kolm uut tulemust ühe päikese, mitmeotstarbeliste seadmete kohta. Esimene neist on 23,3% 1-cm 2 monoliitsete, kolmekordsete, kaheotstarbeliste GaInP / GaAs / Si tandem-seadmete (monoliitne, metamorfne, otsene kasv) jaoks, mis on valmistatud ja mõõdetud Fraunhoferi päikeseenergiasüsteemide instituudi poolt. 39
Teine uus tulemus näitab 27,3% efektiivsuse demonstreerimist 1-cm 2 perovskite / räni monoliitsele kahesuunalisele ühendusele, Oxford PV 40 poolt valmistatud kahe terminaliga seadet ja uuesti mõõdetuna Fraunhoferi Päikeseenergiasüsteemi instituudi poolt. Pange tähele, et see efektiivsus ületab nüüd suurima efektiivsusega üheliikmelise räni lahtri (tabel 1 ), kuigi palju väiksema pindala jaoks.
Kolmas uus tulemus tabeli 3 jaoks on esitatud mitmeotstarbelise rakuna „märkimisväärne erand”. Mõõdeti 37,8% efektiivsust 1-cm 2 GaInP / GaAs / GaInAs monoliitsete kolmeliikmelisel, kahekordse terminaliga, mis on valmistatud Microlink Devices 44 poolt. ja mõõdetakse NREL-is. Selle seadme märkimisväärne tunnusjoon on see, et see on valmistatud epitaksiaalse tõstmise teel substraadist, mida saab uuesti kasutada. 44
Tabelis 5 on kaks uut tulemust („kontsentraatori elemendid ja moodulid”). Esimene neist on 30,5% efektiivsus ühe liitmiku GaAs kontsentraatori jaoks, mis on valmistatud ja mõõdetud NRELi abil.
Teine on „märkimisväärne erand”. 122-cm 2 kontsentraatori minimaalse mooduli kohta, mis koosneb 10 klaasist akromaatilisest läätsest ja 10 vahekujulist GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs 4-liitmest päikesepatareist, mis on valmistatud ja mõõdetud FhG-ISE abil, on 41,4%. See on sellise omavahel ühendatud kontsentraatori mooduli suurim efektiivsus.
Nende tabelite käesolevas väljaandes esitatud uute GaAs ja CZTSSe rakkude EQE spektrid on näidatud joonisel 1 A, joonisel fig 1 B on näidatud samade seadmete voolutiheduse (JV) kõverad. Joonisel fig 2A on kujutatud uue OPV raku ja perovskiitmooduli EQE tulemused koos joonisega 2B, mis näitab nende praegusi JV kõveraid. Joonis 3 A, B näitab vastavaid EQE- ja JV-kõveraid uue kahesuunalise, kahe otsaga raku tulemuste jaoks.
A, Väline kvantitõhusus (EQE) uute GaAs ja CZTSSe rakkude tulemuste kohta, mis on antud selles küsimuses; B, vastavate voolutugevuse (JV) kõverad samadele seadmetele [ Värvinäidet saab vaadata aadressil wileyonlinelibrary.com ] 
A, välised kvantitõhusused (EQE) uute OPV ja perovskite rakkude tulemuste kohta, mis on selles küsimuses teatatud; B, vastavad voolutugevuse-pinge (JV) kõverad [ Värvinäidet saab vaadata aadressil wileyonlinelibrary.com ] 
A, Väline kvantitõhusus (EQE) selles küsimuses esitatud uute mitmeotstarbeliste rakkude tulemuste jaoks (mõned tulemused normaliseeriti); B, vastavad voolutugevuse pinge (JV) kõverad [ Värvinäidet saab vaadata aadressil wileyonlinelibrary.com ] 3 VASTUVÕTMINE
Kuigi tabelites esitatud teave on esitatud heas usus, ei saa autorid, toimetajad ja kirjastajad otsest vastutust vigade või puuduste eest.
TUNNUSTAMINE
Austraalia täiustatud fotogalvaanika keskus alustas tööd 2013. aasta veebruaris Austraalia valitsuse toetusega Austraalia taastuvenergia agentuuri (ARENA) kaudu. Austraalia valitsus ei võta endale vastutust siin esitatud arvamuste, teabe või nõuannete eest. D. Levi tööd toetas USA energeetikaministeerium lepingu nr DE-AC36‐08-GO28308 alusel koos riikliku taastuvenergia laboriga. AISTi tööd toetasid osaliselt Jaapani Uus Energia- ja Tööstustehnoloogia Arengu Organisatsioon (NEDO) majandus-, kaubandus- ja tööstusministeeriumi (METI) all.
