Von: www.onlinelibrary.wiley.com
1. EINLEITUNG
Seit Januar 1993 hat " Progress in Photovoltaics " sechs monatliche Listen mit den höchsten bestätigten Wirkungsgraden für eine Reihe von Photovoltaikzellen- und Modultechnologien veröffentlicht. 1 - 3 Durch die Bereitstellung von Richtlinien für die Einbeziehung der Ergebnisse in diese Tabellen bietet dies nicht nur eine verbindliche Zusammenfassung des aktuellen Stands der Technik, sondern ermutigt die Forscher auch, eine unabhängige Bestätigung der Ergebnisse anzufordern und die Ergebnisse standardisiert zu berichten. In Version 33 dieser Tabellen wurden 3 Ergebnisse auf das neue international anerkannte Referenzspektrum aktualisiert (International Electrotechnical Commission IEC 60904-3, Ed. 2, 2008).
Das wichtigste Kriterium für die Einbeziehung der Ergebnisse in die Tabellen ist, dass sie unabhängig von einem anerkannten, an anderer Stelle aufgeführten Testcenter gemessen worden sind. 2 Es wird zwischen drei verschiedenen in Frage kommenden Definitionen der Zellenfläche unterschieden: Gesamtfläche, Öffnungsfläche und ausgewiesene Beleuchtungsfläche, wie auch an anderer Stelle definiert 2 (beachten Sie, dass Masken eine einfache Öffnungsgeometrie haben müssen, z. B. quadratisch, wenn Maskierung verwendet wird) rechteckig oder kreisförmig). Wirkungsgrade „aktiver Bereich“ sind nicht enthalten. Es gibt auch bestimmte Mindestwerte der gesuchten Fläche für die verschiedenen Gerätetypen (über 0,05 cm 2 für eine Konzentratorzelle, 1 cm 2 für eine Ein-Sonnenzelle, 800 cm 2 für ein Modul und 200 cm 2 für ein "Submodul"). ).
Die Ergebnisse werden für Zellen und Module aus verschiedenen Halbleitern sowie für Unterkategorien innerhalb jeder Halbleitergruppe (z. B. kristalline, polykristalline und Dünnschicht) angegeben. Ab Version 36 wird die spektrale Antwortinformation (wenn möglich) in Form einer Auftragung der externen Quanteneffizienz (EQE) in Abhängigkeit von der Wellenlänge aufgenommen, entweder als absolute Werte oder normiert auf den Spitzenmesswert. Wo möglich, wurden auch Strom-Spannungs-Kurven (IV-Kurven) ab Version 38 berücksichtigt. Eine grafische Zusammenfassung des Fortschritts in den ersten 25 Jahren, in denen die Tabellen veröffentlicht wurden, wurde in Version 51 aufgenommen. 2
Die höchsten bestätigten Ergebnisse einer Zelle mit einer Sonne und eines Moduls sind in den Tabellen 1-4 aufgeführt . Alle Änderungen in den Tabellen gegenüber den zuvor veröffentlichten 1 sind fett gedruckt. In den meisten Fällen wird eine Literaturreferenz bereitgestellt, in der entweder das gemeldete Ergebnis oder ein ähnliches Ergebnis beschrieben wird (Leser, die verbesserte Referenzen identifizieren, können dem federführenden Autor gerne einreichen). Tabelle 1 fasst die am besten gemeldeten Messungen für Einpunktzellen und Submodule von "one sonne" (Nichtkonzentrator) zusammen.
Tabelle 1. Bestätigte Wirkungsgrade von terrestrischen Zellen und Submodulen mit einem Knoten, gemessen unter dem globalen AM1.5-Spektrum (1000 W / m 2 ) bei 25 ° C (IEC 60904-3: 2008, ASTM G-173-03 global) | Einstufung | Effizienz,% | Fläche, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm 2 | Füllfaktor, % | Testcenter (Datum) | Beschreibung |
|---|
| Silizium |
| Si (kristalline Zelle) | 26,7 ± 0,5 | 79,0 (da) | 0,738 | 42,65 a | 84,9 | AIST (3/17) | Kaneka, n ‐ Typ hinterer IBC 4 |
| Si (multikristalline Zelle) | 22,3 ± 0,4 b | 3.923 (ap) | 0,6742 | 41,08 c | 80,5 | FhG-ISE (8/17) | FhG ‐ ISE, n ‐ Typ 5 |
| Si (Thin Transfer Submodul) | 21,2 ± 0,4 | 239.7 (ap) | 0,687 d | 38,50 d , e | 80,3 | NREL (4/14) | Solexel (35 µm dick) 6 |
| Si (Dünnfilm-Minimodul) | 10,5 ± 0,3 | 94,0 (ap) | 0,492 d | 29,7 d , f | 72.1 | FhG-ISE (8/07) | CSG Solar (<2 µm="" auf="" glas)="">7 |
| III-V-Zellen |
| GaAs (Dünnschichtzelle) | 29,1 ± 0,6 | 0,998 (ap) | 1,1272 | 29,78 g | 86,7 | FhG-ISE (10/18) | Alta-Geräte 8 |
| GaAs (multikristallin) | 18,4 ± 0,5 | 4.011 (t) | 0,994 | 23.2 | 79,7 | NREL (11/95) | RTI, Ge-Substrat 9 |
| InP (kristalline Zelle) | 24,2 ± 0,5 b | 1.008 (ap) | 0,939 | 31.15 a | 82.6 | NREL (3/13) | NREL 10 |
| Dünnfilmchalkogenid |
| CIGS (Zelle) | 22,9 ± 0,5 | 1.041 (da) | 0,744 | 38,77 h | 79,5 | AIST (11/17) | Solare Grenze 11 , 12 |
| CdTe (Zelle) | 21,0 ± 0,4 | 1.0623 (ap) | 0,8759 | 30,25 e | 79.4 | Newport (14.08.) | First Solar auf Glas 13 |
| CZTSSe (Zelle) | 11,3 ± 0,3 | 1.1761 (da) | 0,5333 | 33,57 g | 63,0 | Newport (18.10.) | DGIST, Korea 14 |
| CZTS (Zelle) | 10,0 ± 0,2 | 1.113 (da) | 0,7083 | 21,77 a | 65,1 | NREL (3/17) | UNSW 15 |
| Amorph / mikrokristallin |
| Si (amorphe Zelle) | 10,2 ± 0,3 i, b | 1.001 (da) | 0,896 | 16.36 e | 69,8 | AIST (7/14) | AIST 16 |
| Si (mikrokristalline Zelle) | 11,9 ± 0,3 b | 1.044 (da) | 0,550 | 29,72 a | 75,0 | AIST (2/17) | AIST 16 |
| Perowskit |
| Perovskit (Zelle) | 20,9 ± 0,7 i , j | 0,991 (da) | 1,125 | 24,92 c | 74,5 | Newport (7/17) | KRICT 17 |
| Perovskit (Minimodul) | 17,25 ± 0,6 j, l | 17.277 (da) | 1,070 d | 20,66 d , h | 78.1 | Newport (5/18) | Microquanta, 7 serielle Zellen 18 |
| Perowskit (Submodul) | 11,7 ± 0,4 i | 703 (da) | 1,073 d | 14.36 d , h | 75,8 | AIST (3/18) | Toshiba, 44 serielle Zellen 19 |
| Farbstoff sensibilisiert |
| Farbstoff (Zelle) | 11,9 ± 0,4 j , k | 1,005 (da) | 0,744 | 22.47 n | 71,2 | AIST (9/12) | Scharfe 20 |
| Farbstoff (Minimodul) | 10,7 ± 0,4 j , l | 26.55 (da) | 0,754 d | 20,19 d , o | 69,9 | AIST (2/15) | Sharp, 7 serielle Zellen 21 |
| Farbstoff (Submodul) | 8,8 ± 0,3 j | 398,8 (da) | 0,697 d | 18.42 d , p | 68,7 | AIST (9/12) | Sharp, 26 serielle Zellen 22 |
| Bio |
| Organisch (Zelle) | 11,2 ± 0,3 q | 0,992 (da) | 0,780 | 19.30 e | 74,2 | AIST (15.10.) | Toshiba 23 |
| Bio (Minimodul) | 9,7 ± 0,3 q | 26,14 (da) | 0,806 d | 16,47 d, o | 73.2 | AIST (2/15) | Toshiba (8 Serienzellen) 23 |
Abkürzungen: AIST, japanisches nationales Institut für fortgeschrittene industrielle Wissenschaft und Technologie; (ap), Öffnungsbereich; a-Si, amorphes Silizium / Wasserstofflegierung; CIGS, CuIn 1-y Ga y Se 2 ; CZTS, Cu 2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4-y Se y ; (da) bezeichneter Beleuchtungsbereich; FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, nanokristallines oder mikrokristallines Silizium; (t) Gesamtfläche.
a Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in Version 50 dieser Tabellen angegeben sind.
b Wird nicht in einem externen Labor gemessen.
c Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in Version 51 dieser Tabellen angegeben sind.
d Wird pro Zelle gemeldet.
e Spektrale Antworten und Strom-Spannungs-Kurve, die in Version 45 dieser Tabellen angegeben sind.
f Nach der ursprünglichen Messung neu kalibriert.
g Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in der vorliegenden Version dieser Tabellen angegeben sind.
h Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve sind in Version 52 dieser Tabellen aufgeführt.
i Stabilisiert bei 1000 ° C 1 Sonnenlicht bei 50 ° C.
j Erstaufführung. Die Referenzen 67 , 68 beschreiben die Stabilität ähnlicher Geräte.
k Durchschnitt der Vorwärts- und Rückwärtsdurchläufe bei 150 mV / s (Hysterese ± 0,26%).
l Gemessen mit 13-Punkt-IV-Sweep mit konstanter Vorspannung, bis die Daten auf 0,05% konstant sind.
m anfängliche Effizienz. In Referenz 71 wird die Stabilität ähnlicher Geräte beschrieben.
n Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in Version 41 dieser Tabellen angegeben sind.
o Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve in Version 46 dieser Tabellen.
p Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in Version 43 dieser Tabellen angegeben sind.
q Anfangsleistung. Die Referenzen 69 , 70 beschreiben die Stabilität ähnlicher Geräte.
Tabelle 2. "Bemerkenswerte Ausnahmen" für Zellen und Submodule mit Einzelanschluss: "Top Dutzend" bestätigte Ergebnisse, keine Klassendatensätze, gemessen unter dem globalen AM1.5-Spektrum (1000 Wm −2 ) bei 25 ° C (IEC 60904–3: 2008, ASTM G-173-200 weltweit) | Einstufung | Effizienz,% | Fläche, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm 2 | Füllfaktor, % | Testcenter (Datum) | Beschreibung |
|---|
| Zellen (Silizium) |
| Si (kristallin) | 25,0 ± 0,5 | 4,00 (da) | 0,706 | 42,7 a | 82,8 | Sandia (3/99) b | UNSW p ‐ Typ PERC Kontakte oben / hinten 24 |
| Si (kristallin) | 25,8 ± 0,5 c | 4.008 (da) | 0,7241 | 42,87 d | 83.1 | FhG-ISE (7/17) | FhG-ISE, n- Kontakte oben / hinten 25 |
| Si (kristallin) | 26,1 ± 0,3 c | 3.9857 (da) | 0,7266 | 42,62 e | 84.3 | ISFH (2/18) | ISFH, p ‐ Typ hinterer IBC 26 |
| Si (groß) | 26,6 ± 0,5 | 179.74 (da) | 0,7403 | 42,5 f | 84,7 | FhG-ISE (11/16) | Kaneka, n ‐ Typ hinterer IBC 4 |
| Si (multikristallin) | 22,0 ± 0,4 | 245,83 (t) | 0,6717 | 40,55 d | 80,9 | FhG-ISE (9/17) | Jinko Solar, groß, Typ 27 |
| Zellen (III ‐ V) |
| GaInP | 21,4 ± 0,3 | 0.2504 (ap) | 1.4932 | 16,31 g | 87,7 | NREL (9/16) | LG-Elektronik, hohe Bandlücke 28 |
| GaInAsP / GaInAs | 32,6 ± 1,4 c | 0,248 (ap) | 2.024 | 19,51 d | 82,5 | NREL (10/17) | NREL, monolithisches Tandem 29 |
| Zellen (Chalkogenid) |
| CdTe (Dünnfilm) | 22,1 ± 0,5 | 0,4798 (da) | 0,8872 | 31,69 h | 78,5 | Newport (15.11.) | Erstes Solar auf Glas 30 |
| CZTSSe (Dünnfilm) | 12,6 ± 0,3 | 0,4209 (ap) | 0,5134 | 35.21 i | 69,8 | Newport (7/13) | IBM-Lösung gewachsen 31 |
| CZTSSe (Dünnfilm) | 12,6 ± 0,3 | 0,4804 (da) | 0,5411 | 35,39 | 65,9 | Newport (18.10.) | DGIST, Korea 14 |
| CZTS (Dünnfilm) | 11,0 ± 0,2 | 0,2339 (da) | 0,7306 | 21,74 f | 69.3 | NREL (3/17) | UNSW auf Glas 32 |
| Zellen (andere) |
| Perovskit (Dünnfilm) | 23,7 ± 0,8 j , k | 0,0739 (ap) | 1,1697 | 25,40 l | 79,8 | Newport (9/18) | ISCAS, Peking 33 |
| Organisch (Dünnfilm) | 15,6 ± 0,2 m | 0,4113 (da) | 0,8381 | 25,03 l | 74,5 | NREL (11/18) | Sth China U. - Zentrale Sth U. 34 |
Abkürzungen: AIST, japanisches nationales Institut für fortgeschrittene industrielle Wissenschaft und Technologie; (ap), Öffnungsbereich; CIGSSe, CuInGaSSe; CZTS, Cu 2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4-y Se y ; (da) bezeichneter Beleuchtungsbereich; FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; ISFH, Institut für Solarenergieforschung, Hameln; NREL, Nationales Labor für erneuerbare Energien; (t) Gesamtfläche.
eine in Version 36 dieser Tabellen angegebene Spektralantwort.
b Nach der ursprünglichen Messung neu kalibriert.
c Wird nicht in einem externen Labor gemessen.
d Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurven, die in Version 51 dieser Tabellen angegeben sind.
e Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in Version 52 dieser Tabellen angegeben sind.
f Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurven, die in Version 50 dieser Tabellen angegeben sind.
g Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurven, die in Version 49 dieser Tabellen angegeben sind.
h Spektrale Antwort und / oder Strom-Spannungs-Kurven, die in Version 46 dieser Tabellen angegeben sind.
i Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurven, die in Version 44 dieser Tabellen angegeben sind.
j Stabilität nicht untersucht. Die Referenzen 69 , 70 dokumentieren die Stabilität ähnlicher Geräte.
k Gemessen mit 13-Punkt-IV-Sweep mit konstanter Vorspannung, bis der Strom als unveränderlich bestimmt wird.
l Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve in der vorliegenden Version dieser Tabellen.
m Langzeitstabilität nicht untersucht. Die Referenzen 69 , 70 dokumentieren die Stabilität ähnlicher Geräte.
Tabelle 3. Bestätigte Wirkungsgrade von terrestrischen Zellen und Submodulen mit mehreren Knoten, gemessen unter dem globalen AM1.5-Spektrum (1000 W / m 2 ) bei 25 ° C (IEC 60904-3: 2008, ASTM G-173-03 global) | Einstufung | Effizienz,% | Fläche, cm 2 | Voc, V | Jsc, mA / cm 2 | Füllfaktor, % | Testcenter (Datum) | Beschreibung |
|---|
| III-V-Mehrfachübergänge |
| 5 Verbindungszelle (gebunden) | 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) | Scharf, 2 Amtszeit. 36 |
| GaInP / GaAs (monolithisch) | 32,8 ± 1,4 | 1.000 (ap) | 2,568 | 14,56 b | 87,7 | NREL (9/17) | LG Elektronik, 2 Term. |
| Mehrfachübergänge mit c ‐ Si |
| GaInP / GaAs / Si (mechanischer Stapel) | 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-fach. 37 |
| GaInP / GaAs / Si (Wafer gebunden) | 33,3 ± 1,2 c | 3.984 (ap) | 3.127 b | 12,7 b | 83.5 | FhG-ISE (8/17) | Fraunhofer ISE, 2-fach. 38 |
| GaInP / GaAs / Si (monolithisch) | 22,3 ± 0,8 c | 0,994 (ap) | 2.619 | 10,0 d | 85,0 | FhG-ISE (10/18) | Fraunhofer ISE, 2-fach. 39 |
| GaAsP / Si (monolithisch) | 20,1 ± 1,3 | 3.940 (ap) | 1,673 | 14.94 e | 80,3 | NREL (5/18) | OSU / SolAero / UNSW, 2-fach. |
| GaAs / Si (mechanischer Stapel) | 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-fach. 37 |
| Perowskit / Si (monolithisch) | 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 (spektrales Split-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-fach. 41 |
| a-Si / nc-Si-Mehrfachübergänge |
| a-Si / nc-Si / nc-Si (Dünnfilm) | 14,0 ± 0,4 g , c | 1.045 (da) | 1,922 | 9,94 h | 73.4 | AIST (5/16) | AIST, 2-fach. 42 |
| a-Si / nc-Si (Dünnschichtzelle) | 12,7 ± 0,4 g , c | 1.000 (da) | 1.342 | 13.45 i | 70.2 | AIST (10/14) | AIST, 2-fach. 16 |
| Bemerkenswerte Ausnahme |
| Perovskit / CIGS j | 22,4 ± 1,9 f | 0,042 (da) | 1,774 | 17,3 g | 73.1 | NREL (11/17) | UCLA, 2-fach. 43 |
| GaInP / GaAs / GaInAs | 37,8 ± 1,4 | 0,998 (ap) | 3.013 | 14,60 d | 85,8 | NREL (1/18) | Mikrolink (ELO) 44 |
Abkürzungen: AIST, japanisches nationales Institut für fortgeschrittene industrielle Wissenschaft und Technologie; (ap), Öffnungsbereich; a-Si, amorphes Silizium / Wasserstofflegierung; (da) bezeichneter Beleuchtungsbereich; FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, nanokristallines oder mikrokristallines Silizium; (t) Gesamtfläche.
a Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in Version 42 dieser Tabellen angegeben sind.
b Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve sind in der Version 51 dieser Tabellen aufgeführt.
c Wird nicht in einem externen Labor gemessen.
d Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in der vorliegenden Version dieser Tabellen angegeben sind.
e Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve in Version 50 oder 52 dieser Tabellen.
f Anfängliche Effizienz. In den Referenzen 67 , 68 wird die Stabilität ähnlicher Perovskit-basierter Geräte beschrieben.
g Stabilisiert bei 1000 ° C 1 Sonnenlicht bei 50 ° C.
h Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve sind in Version 49 dieser Tabellen aufgeführt.
i Spektrale Antworten und Strom-Spannungs-Kurve, die in Version 45 dieser Tabellen angegeben sind.
j Bereich zu klein, um als absoluter Klassenrekord qualifiziert zu werden.
Tabelle 4. Bestätigte Wirkungsgrade des terrestrischen Moduls, gemessen unter dem globalen AM1.5-Spektrum (1000 W / m 2 ) bei einer Zellentemperatur von 25 ° C (IEC 60904-3: 2008, ASTM G-173-03 global) | Einstufung | Effic.,% | Fläche, cm 2 | V oc , V | Ich sc , A | FF,% | Testcenter (Datum) | Beschreibung |
|---|
| Si (kristallin) | 24,4 ± 0,5 | 13177 (da) | 79,5 | 5,04 a | 80,1 | AIST (9/16) | Kaneka (108 Zellen) 4 |
| Si (multikristallin) | 19,9 ± 0,4 | 15143 (ap) | 78,87 | 4.795 a | 79,5 | FhG-ISE (10/16) | Trina Solar (120 Zellen) 45 |
| GaAs (dünner Film) | 25,1 ± 0,8 | 866.45 (ap) | 11.08 | 2.303 b | 85.3 | NREL (11/17) | Alta-Geräte 46 |
| CIGS (Cd frei) | 19,2 ± 0,5 | 841 (ap) | 48,0 | 0,456 b | 73,7 | AIST (1/17) | Sonnengrenze (70 Zellen) 47 |
| CdTe (Dünnfilm) | 18,6 ± 0,5 | 7038.8 (da) | 110,6 | 1,533 d | 74,2 | NREL (4/15) | Erste solare monolithische 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, Trubbach Labors 49 |
| Perowskit | 11,6 ± 0,4 g | 802 (da) | 23,79 | 0,577 h | 68,0 | AIST (4/18) | Toshiba (22 Zellen) 19 |
| Bio | 8,7 ± 0,3 g | 802 (da) | 17,47 | 0,569 d | 70.4 | AIST (5/14) | Toshiba 23 |
| Mehrfachverbindung |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 31,2 ± 1,2 | 968 (da) | 23,95 | 1,506 | 83,6 | AIST (2/16) | Scharf (32 Zellen) 50 |
| Bemerkenswerte Ausnahme |
| CIGS (groß) | 15,7 ± 0,5 | 9703 (ap) | 28.24 | 7.254 i | 72,5 | NREL (11/10) | Miasole 51 |
Abkürzungen: (ap), Blendenbereich; a-Si, amorphes Silizium / Wasserstofflegierung; a-SiGe, amorphes Silizium / Germanium / Wasserstofflegierung; CIGSS, CuInGaSSe; (da) bezeichneter Beleuchtungsbereich; Effic., Effizienz; FF, Füllfaktor; nc-Si, nanokristallines oder mikrokristallines Silizium; (t) Gesamtfläche.
a Spektrale Antwort- und Stromspannungskurve, die in Version 49 dieser Tabellen angegeben ist.
b Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, angegeben in Version 50 oder 51 dieser Tabellen.
c Spektrale Antwort und / oder Strom-Spannungs-Kurve, wie in Version 47 dieser Tabellen angegeben.
d Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in Version 45 dieser Tabellen angegeben sind.
e Stabilisiert auf dem 2% -Niveau nach IEC-Verfahren für wiederholte Messungen.
f Spektrale Antwort und / oder Strom-Spannungs-Kurve, wie in Version 46 dieser Tabellen angegeben.
g Anfangsleistung. Die Referenzen 67 , 70 geben einen Überblick über die Stabilität ähnlicher Geräte.
h Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in der vorliegenden Version dieser Tabellen angegeben sind.
i In Version 37 dieser Tabellen wurde die spektrale Antwort angegeben.
Tabelle 2 enthält die möglicherweise als "bemerkenswerte Ausnahmen" für "Einsonnen" -Zellen und Submodule der obigen Kategorie. Die in Tabelle 2 aufgeführten Geräte entsprechen zwar nicht den Anforderungen, um als Klassendatensatz anerkannt zu werden, weisen jedoch bemerkenswerte Eigenschaften auf, die für Teile der Photovoltaik-Community von Interesse sind, wobei die Einträge auf deren Bedeutung und Aktualität basieren. Um die Diskriminierung zu fördern, ist die Tabelle auf nominell 12 Einträge beschränkt, wobei die gegenwärtigen Autoren für ihre Präferenzen für die Aufnahme gestimmt haben. Leser, die Vorschläge für bemerkenswerte Ausnahmen für die Aufnahme in diese oder nachfolgende Tabellen haben, können sich gerne an alle Autoren mit allen Details wenden. Vorschläge, die den Richtlinien entsprechen, werden für eine zukünftige Ausgabe in die Abstimmungsliste aufgenommen.
Tabelle 3 wurde erstmals in Version 49 dieser Tabellen eingeführt und fasst die wachsende Anzahl von Zell- und Submodulergebnissen zusammen, die hocheffiziente Ein-Sonne-Mehrfachverbindungsgeräte umfassen (zuvor in Tabelle 1 beschrieben ). Tabelle 4 zeigt die besten Ergebnisse für Einsonnenmodule, sowohl Einzel- als auch Mehrfachverbindungsstellen, während Tabelle 5 die besten Ergebnisse für Konzentratorzellen und Konzentratormodule zeigt. Eine kleine Anzahl "bemerkenswerter Ausnahmen" ist ebenfalls in den Tabellen 3-5 enthalten .
Tabelle 5. Die Wirkungsgrade von terrestrischen Konzentratorzellen und -modulen, gemessen mit dem Direktstrahlspektrum AST1 G-173-03 von AM1.5 bei einer Zelltemperatur von 25 ° C | Einstufung | Effic.,% | Fläche, cm 2 | Intensität a , Sonnen | Testcenter (Datum) | Beschreibung |
|---|
| Einzelzellen |
| GaAs | 30,5 ± 1,0 b | 0,10043 (da) | 258 | NREL (10/18) | NREL, 1 - Anschluss |
| Si | 27,6 ± 1,2 c | 1,00 (da) | 92 | FhG-ISE (11/04) | Amonix Rückkontakt 52 |
| CIGS (Dünnfilm) | 23,3 ± 1,2 d , e | 0,09902 (ap) | fünfzehn | NREL (3/14) | NREL 53 |
| Mehrfachübergangszellen |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs | 46,0 ± 2,2 f | 0,0520 (da) | 508 | AIST (10/14) | Soitec / CEA / FhG-ISE 4j verbunden 54 |
| GaInP / GaAs / GaInAs / GaInAs | 45,7 ± 2,3 d , g | 0,09709 (da) | 234 | NREL (9/14) | NREL, 4j monolithisch 55 |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 44,4 ± 2,6 h | 0,1652 (da) | 302 | FhG-ISE (4/13) | Scharfes, 3j invertiertes metamorphes 56 |
| GaInAsP / GaInAs | 35,5 ± 1,2 i , d | 0,10031 (da) | 38 | NREL (10/17) | NREL 2 ‐ Kreuzung (2j) |
| Minimodul |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs | 43,4 ± 2,4 d , j | 18,2 (ap) | 340 k | FhG-ISE (15.7.) | Fraunhofer ISE 4j (Linse / Zelle) 57 |
| Submodul |
| GaInP / GaInAs / Ge, Si | 40,6 ± 2,0 j | 287 (ap) | 365 | NREL (4/16) | UNSW 4j Split-Spektrum 58 |
| Module |
| Si | 20,5 ± 0,8 d | 1875 (ap) | 79 | Sandia (4/89) l | Sandia / UNSW / ENTECH (12 Zellen) 59 |
| Drei Kreuzung (3j) | 35,9 ± 1,8 m | 1092 (ap) | N / A | NREL (8/13) | Amonix 60 |
| Vier Kreuzung (4j) | 38,9 ± 2,5 n | 812.3 (ap) | 333 | FhG-ISE (4/15) | Soitec 61 |
| "Bemerkenswerte Ausnahmen" |
| Si (große Fläche) | 21,7 ± 0,7 | 20,0 (da) | 11 | Sandia (9/90) k | UNSW-Laser gerillt 62 |
| Lumineszenz-Minimodul | 7,1 ± 0,2 | 25 (ap) | 2,5 k | ESTI (9/08) | ECN Petten, GaAs-Zellen 63 |
| 4j-Minimodul | 41,4 ± 2,6 d | 121.8 (ap) | 230 | FhG-ISE (9/18) | FhG-ISE, 10 Zellen 57 |
Abkürzungen: (ap), Blendenbereich; CIGS, CuInGaSe 2 ; (da) bezeichneter Beleuchtungsbereich; Effic., Effizienz; FhG-ISE, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; NREL, Nationales Labor für erneuerbare Energien.
a Eine Sonne entspricht einer direkten Bestrahlungsstärke von 1000 Wm −2 .
b Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve in der aktuellen Version dieser Tabellen.
c Gemessen unter einem niedrigen optischen Tiefenspektrum von Aerosol ähnlich ASTM G ‐ 173‐03 direct 72 .
d Nicht in einem externen Labor gemessen.
e Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve in Version 44 dieser Tabellen.
f Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, wie in Version 45 dieser Tabellen angegeben.
g Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, die in Version 46 dieser Tabellen angegeben sind.
h Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve sind in Version 42 dieser Tabellen aufgeführt.
i Spektrale Antwort und Strom-Spannungs-Kurve, wie in Version 51 dieser Tabellen angegeben.
j Ermittelt bei IEC 62670-1 CSTC-Referenzbedingungen.
k Geometrische Konzentration.
l Nach der ursprünglichen Messung neu kalibriert.
m Bezogen auf eine direkte Einstrahlung von 1000 W / m 2 und eine Zellentemperatur von 25 ° C unter Verwendung des vorherrschenden Sonnenspektrums und eines internen Verfahrens zur Temperaturübertragung.
n Gemessen unter Referenzbedingungen der IEC 62670-1 gemäß dem aktuellen IEC-Leistungsentwurf 62670-3.
2 NEUE ERGEBNISSE
In der vorliegenden Version dieser Tabellen sind zehn neue Ergebnisse aufgeführt. Das erste neue Ergebnis in Tabelle 1 (Ein-Sonnen-Zellen) ist ein absoluter Rekord für jede einzelne Solarzelle. Für eine von Alta Devices 8 hergestellte und am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (FhG-ISE) gemessene 1-cm- 2- GaAs-Zelle wurde ein Wirkungsgrad von 29,1% gemessen.
Das zweite neue Ergebnis ist ein Wirkungsgrad von 11,3%, gemessen an einer 1,2-cm- 2- CZTSSe-Solarzelle (Cu 2 ZnSnS x Se 4- x ), die vom Daegu-Gyeongbuk-Institut für Wissenschaft und Technologie (DGIST), Korea 14, hergestellt und vom Newport gemessen wurde PV-Labor.
Das erste von drei neuen Ergebnissen in Tabelle 2 („so genannte bemerkenswerte Ausnahmen“) entspricht dem vorherigen Datensatz für eine kleine CZTSSe-Zelle. Eine Effizienz von 12,6% wurde auch in Newport für eine von DGIST neu hergestellte Zelle von 0,48 cm 2 gemessen. Die Zellfläche ist zu klein, um sie als rekordverdächtig einzustufen. Die Ziele für den Wirkungsgrad von Solarzellen in staatlichen Forschungsprogrammen werden im Allgemeinen in Form einer Zellfläche von 1 cm 2 oder mehr angegeben. 64 - 66
Das zweite neue Ergebnis in Tabelle 2 stellt einen neuen Rekord für eine Pb-Halogenid-Perowskit-Solarzelle dar. Der Wirkungsgrad von 23,7% wurde für eine kleine 0,07-cm2-Zelle mit kleiner Fläche bestätigt, die vom Institut für Halbleiter der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (ISCAS) hergestellt wurde ), Peking 33 und gemessen in Newport.
Für Perovskit-Zellen akzeptieren die Tabellen jetzt Ergebnisse, die auf quasi-stationären Messungen beruhen (im Perovskit-Feld manchmal als „stabilisiert“ bezeichnet, obwohl dies mit der Verwendung in anderen Bereichen der Photovoltaik kollidiert). Zusammen mit anderen aufkommenden Technologien zeigen Perovskit-Zellen möglicherweise nicht das gleiche Maß an Stabilität wie herkömmliche Zellen, wobei die Stabilität von Perovskit-Zellen an anderer Stelle diskutiert wird. 67 , 68
Eine dritte neue "bemerkenswerte Ausnahme" in Tabelle 2 beträgt 13,3% für eine sehr kleine, 0,04 cm 2 große organische Solarzelle, die von der South China University und der Central South University 34 hergestellt und im National Renewable Energy Laboratory (NREL) gemessen wird. Die Stabilität organischer Solarzellen wird an anderer Stelle diskutiert 69 , 70, wobei die Zellfläche wieder zu klein ist, um sie als Rekord zu klassifizieren.
In Tabelle 3 sind drei neue Ergebnisse für Einsonnen-Mehrfachverbindungsgeräte aufgeführt. Der erste Wert beträgt 23,3% für ein 1 cm 2 monolithisches, zwei Anschlüsse aufweisendes GaInP / GaAs / Si-Tandem mit drei Übergängen (monolithisches, metamorphes, direktes Wachstum), das vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme hergestellt und gemessen wird. 39
Das zweite neue Ergebnis zeigt die Demonstration eines Wirkungsgrades von 27,3% für ein 1 cm 2- Perowskit / Silizium-Monolith-Gerät mit zwei Anschlüssen und zwei Anschlüssen, das von Oxford PV 40 hergestellt und erneut vom Fraunhofer-Institut für Solarenergiesystem gemessen wird. Beachten Sie, dass dieser Wirkungsgrad nun den höchsten Wirkungsgrad für eine Siliziumzelle mit nur einer Kontaktstelle (Tabelle 1 ) übertrifft, allerdings für ein Gerät mit viel kleinerer Fläche.
Ein drittes neues Ergebnis für Tabelle 3 ist als "Mehrfachnutzungszelle" enthalten. Eine bemerkenswerte Ausnahme. Ein Wirkungsgrad von 37,8% wurde für eine 1 cm 2 GaInP / GaAs / GaInAs-Monolithzelle mit drei Übergängen und zwei Anschlüssen, die von Microlink Devices 44 hergestellt wird, gemessen und gemessen am NREL. Das bemerkenswerte Merkmal dieses Geräts ist, dass es mit einem epitaktischen Abheben von einem Substrat hergestellt wurde, das wiederverwendet werden kann. 44
In Tabelle 5 („Konzentratorzellen und -module“) sind zwei neue Ergebnisse aufgeführt. Der erste hat einen Wirkungsgrad von 30,5% für eine Einzelkontakt-GaAs-Konzentratorzelle, die durch NREL hergestellt und gemessen wird.
Die zweite ist eine "bemerkenswerte Ausnahme". Es wird ein Wirkungsgrad von 41,4% für ein 122 cm 2 großes Konzentrator-Minimodul angegeben, das aus 10 akromatischen Glaslinsen und 10 durch Wafer gebundenen GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs-4-Kontakt-Solarzellen besteht, die mit FhG-ISE hergestellt und gemessen werden. Dies ist der höchste Wirkungsgrad, der für ein solches miteinander verbundenes Konzentratormodul gemessen wird.
Die in der vorliegenden Ausgabe dieser Tabellen angegebenen EQE-Spektren für die neuen GaAs- und CZTSSe-Zellen sind in Abbildung 1 A dargestellt, wobei Abbildung 1 B die Stromdichte-Spannungs-Kurven (JV) für dieselben Geräte zeigt. Abbildung 2 A zeigt die EQE für die neuen Ergebnisse der OPV-Zelle und des Perovskit-Moduls, wobei Abbildung 2 B ihre aktuellen JV-Kurven zeigt. Abbildung 3 A, B zeigt die entsprechenden EQE- und JV-Kurven für die neuen Ergebnisse der Zelle mit zwei Anschlüssen und zwei Anschlüssen.
A, Externe Quanteneffizienz (EQE) für die neuen GaAs- und CZTSSe-Zellenergebnisse, die in dieser Ausgabe berichtet werden; B, entsprechende Stromdichte-Spannungskurven (JV) für die gleichen Geräte [Farbabbildung unter wileyonlinelibrary.com ] 
A, Externe Quanteneffizienz (EQE) für die neuen OPV- und Perovskit-Zellergebnisse, die in dieser Ausgabe berichtet wurden; B, entsprechende Stromdichte-Spannungskurven (JV) [ Farbzahl kann unter wileyonlinelibrary.com eingesehen werden ] 
A, Externe Quanteneffizienz (EQE) für die in dieser Ausgabe gemeldeten Ergebnisse der neuen Mehrfachübergangszelle (einige Ergebnisse sind normalisiert); B, entsprechende Stromdichte-Spannungs-Kurven (JV-Kurven) [Farbabbildung unter wileyonlinelibrary.com ] 3 HAFTUNGSAUSSCHLUSS
Während die Informationen in den Tabellen in gutem Glauben zur Verfügung gestellt werden, können die Autoren, Herausgeber und Herausgeber keine direkte Verantwortung für Fehler oder Auslassungen übernehmen.
WISSEN
Das Australian Centre for Advanced Photovoltaics wurde im Februar 2013 mit Unterstützung der australischen Regierung durch die Australian Renewable Energy Agency (ARENA) in Betrieb genommen. Die australische Regierung übernimmt keine Verantwortung für die hierin enthaltenen Ansichten, Informationen oder Ratschläge. Die Arbeit von D. Levi wurde vom US-Energieministerium unter der Vertragsnummer DE-AC36-08-GO28308 mit dem National Renewable Energy Laboratory unterstützt. Die Arbeit bei AIST wurde zum Teil von der japanischen Organisation für Entwicklung neuer Energie- und Industrietechnologien (NEDO) beim Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) unterstützt.
