Tablas de eficiencia de células solares (versión 53) de www.onlinelibrary.wiley

- Apr 09, 2019-

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1. INTRODUCCIÓN

Desde enero de 1993, " Progress in Photovoltaics " ha publicado seis listas mensuales de las eficiencias más altas confirmadas para una gama de tecnologías de células y módulos fotovoltaicos. 1 - 3 Al proporcionar pautas para la inclusión de los resultados en estas tablas, esto no solo proporciona un resumen autorizado del estado actual de la técnica, sino que también alienta a los investigadores a buscar una confirmación independiente de los resultados y a informar los resultados de forma estandarizada. En la Versión 33 de estas tablas, se actualizaron 3 resultados al nuevo espectro de referencia aceptado internacionalmente (Comisión Electrotécnica Internacional IEC 60904-3, Ed. 2, 2008).

El criterio más importante para la inclusión de los resultados en las tablas es que deben haber sido medidos de forma independiente por un centro de pruebas reconocido listado en otra parte. 2 Se hace una distinción entre tres diferentes definiciones elegibles de área de celda: área total, área de apertura y área de iluminación designada, como también se define en otra parte 2 (tenga en cuenta que, si se usa el enmascaramiento, las máscaras deben tener una geometría de apertura simple, como un cuadrado , rectangular, o circular). No se incluyen las eficiencias de "área activa". También hay ciertos valores mínimos del área buscada para los diferentes tipos de dispositivos (por encima de 0,05 cm 2 para una celda concentradora, 1 cm 2 para una celda de un sol, 800 cm 2 para un módulo y 200 cm 2 para un “submódulo” ).

Los resultados se informan para celdas y módulos hechos de diferentes semiconductores y para subcategorías dentro de cada agrupación de semiconductores (p. Ej., Película cristalina, policristalina y delgada). A partir de la Versión 36, la información de respuesta espectral se incluye (cuando es posible) en forma de un gráfico de la eficiencia cuántica externa (EQE) frente a la longitud de onda, ya sea como valores absolutos o normalizados al valor medido máximo. Las curvas de voltaje de corriente (IV) también se han incluido en la medida de lo posible desde la versión 38 en adelante. En la Versión 51 se incluye un resumen gráfico del progreso durante los primeros 25 años durante los cuales se publicaron las tablas. 2

Los resultados más altos de células y módulos "un sol" confirmados se presentan en las Tablas 1-4 . Cualquier cambio en las tablas de los publicados previamente 1 se establece en negrita. En la mayoría de los casos, se proporciona una referencia bibliográfica que describe el resultado informado o un resultado similar (los lectores que identifiquen referencias mejoradas pueden enviarlo al autor principal). La Tabla 1 resume las mediciones mejor informadas para las células y submódulos de unión única de "un solo sol" (sin concentrador).

Tabla 1. Eficiencias confirmadas de células terrestres de una sola unión y submódulos medidas en el espectro AM1.5 global (1000 W / m 2 ) a 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G ‐ 173‑03 global)
Clasificación Eficiencia,% Área, cm 2 V oc , V J sc , mA / cm 2 Factor de llenado, % Centro de Pruebas (fecha) Descripción
Silicio
Si (célula cristalina) 26.7 ± 0.5 79.0 (da) 0.738 42.65 a 84.9 AIST (3/17) Kaneka, tipo N trasero IBC 4
Si (célula multicristalina) 22.3 ± 0.4 b 3.923 (ap) 0.6742 41.08 c 80.5 FhG ‐ ISE (8/17) FhG ‐ ISE, tipo n 5
Si (submódulo de transferencia delgada) 21.2 ± 0.4 239.7 (ap) 0.687 d 38.50 d , e 80.3 NREL (4/14) Solexel (35 μm de espesor) 6
Si (minimodulo de película delgada) 10.5 ± 0.3 94.0 (ap) 0.492 d 29.7 d , f 72.1 FhG ‐ ISE (8/07) CSG Solar (<2 μm="" sobre="" vidrio)="">7
Células III-V
GaAs (célula de película delgada) 29.1 ± 0.6 0.998 (ap) 1.1272 29.78 g 86.7 FhG ‐ ISE (10/18) Alta dispositivos 8
GaAs (multicristalino) 18.4 ± 0.5 4,011 (t) 0.994 23.2 79.7 NREL (11/95) RTI, sustrato Ge 9
InP (célula cristalina) 24.2 ± 0.5 b 1.008 (ap) 0.939 31.15 a 82.6 NREL (3/13) NREL 10
Calcogenuro de película delgada
CIGS (celular) 22.9 ± 0.5 1.041 (da) 0.744 38.77 h 79.5 AIST (11/17) Frontera solar 11 , 12
CdTe (celular) 21.0 ± 0.4 1.0623 (ap) 0.8759 30.25 e 79.4 Newport (8/14) First Solar, sobre vidrio 13
CZTSSe (celular) 11.3 ± 0.3 1.1761 (da) 0.5333 33.57 g 63.0 Newport (10/18) DGIST, Corea 14
CZTS (celular) 10.0 ± 0.2 1.113 (da) 0.7083 21.77 a 65.1 NREL (3/17) UNSW 15
Amorfo / microcristalino
Si (celula amorfa) 10.2 ± 0.3 i, b 1.001 (da) 0.896 16.36 e 69.8 AIST (7/14) AIST 16
Si (célula microcristalina) 11.9 ± 0.3 b 1.044 (da) 0.550 29.72 a 75.0 AIST (2/17) AIST 16
Perovskita
Perovskita (célula) 20.9 ± 0.7 i , j 0.991 (da) 1.125 24,92 c 74.5 Newport (7/17) KRICT 17
Perovskita (minimódulo) 17,25 ± 0,6 j, l 17.277 (da) 1.070 d 20.66 d , h 78.1 Newport (5/18) Microquanta, 7 celdas serie 18.
Perovskita (submódulo) 11.7 ± 0.4 i 703 (da) 1.073 d 14,36 d , h 75.8 AIST (3/18) Toshiba, 44 celdas seriales 19
Tinte sensibilizado
Tinte (celular) 11.9 ± 0.4 j , k 1.005 (da) 0.744 22.47 n 71.2 AIST (9/12) Sharp 20
Tinte (minimódulo) 10.7 ± 0.4 j , l 26.55 (da) 0.754 d 20.19 d , o 69.9 AIST (2/15) Sharp, 7 celdas seriales 21
Tinte (submódulo) 8.8 ± 0.3 j 398.8 (da) 0.697 d 18.42 d , p 68.7 AIST (9/12) Sharp, 26 celdas seriales 22
Orgánico
Orgánico (celular) 11.2 ± 0.3 q 0.992 (da) 0.780 19.30 e 74.2 AIST (10/15) Toshiba 23
Orgánico (minimódulo) 9.7 ± 0.3 q 26.14 (da) 0.806 d 16.47 d, o 73.2 AIST (2/15) Toshiba (8 celdas de la serie) 23
  • Abreviaturas: AIST, Instituto Nacional Japonés de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada; (ap), área de apertura; a-Si, aleación de silicio / hidrógeno amorfo; CIGS, CuIn 1-y Ga y Se 2 ; CZTS, Cu 2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4 ‐ y Se y ; (da), área designada de iluminación; FhG ‐ ISE, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, silicio nanocristalino o microcristalino; (t), superficie total.

  • una respuesta espectral y una curva de tensión de corriente informadas en la versión 50 de estas tablas.

  • b No medido en un laboratorio externo.

  • c Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 51 de estas tablas.

  • d Informado sobre una base "por celda".

  • e Respuestas espectrales y curva de voltaje de corriente informadas en la versión 45 de estas tablas.

  • f Recalibrado de la medida original.

  • g Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión actual de estas tablas.

  • h Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 52 de estas tablas.

  • i Estabilizado por exposición de 1000 h a 1 luz solar a 50ºC.

  • j Rendimiento inicial. Las referencias 67 , 68 revisan la estabilidad de dispositivos similares.

  • k Promedio de barridos hacia adelante y hacia atrás a 150 mV / s (histéresis ± 0.26%).

  • l Medido utilizando barrido de 13 puntos IV con sesgo constante hasta que los datos se mantienen constantes al nivel de 0.05%.

  • m de eficiencia inicial. La referencia 71 revisa la estabilidad de dispositivos similares.

  • n Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 41 de estas tablas.

  • o Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 46 de estas tablas.

  • p Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 43 de estas tablas.

  • q Rendimiento inicial. Las referencias 69 , 70 revisan la estabilidad de dispositivos similares.

Tabla 2. "Excepciones notables" para celdas de unión simple y submódulos: "Docena superior" resultados confirmados, no registros de clase, medidos en el espectro AM1.5 global (1000 Wm −2 ) a 25 ° C (IEC 60904-3: 2008, ASTM G ‐ 173‐03 global)
Clasificación Eficiencia,% Área, cm 2 V oc , V J sc , mA / cm 2 Factor de llenado, % Centro de Pruebas (Fecha) Descripción
Células (silicio)
Si (cristalino) 25.0 ± 0.5 4.00 (da) 0.706 42.7 a 82.8 Sandia (3/99) b UNSW p-type PERC arriba / contactos traseros 24
Si (cristalino) 25.8 ± 0.5 c 4.008 (da) 0.7241 42.87 d 83.1 FhG ‐ ISE (7/17) FhG ‐ ISE, contactos superiores / posteriores tipo n 25
Si (cristalino) 26.1 ± 0.3 c 3.9857 (da) 0.7266 42.62 e 84.3 ISFH (2/18) ISFH, p-type trasero IBC 26
Si (grande) 26.6 ± 0.5 179.74 (da) 0.7403 42.5 f 84.7 FhG ‐ ISE (11/16) Kaneka, tipo N trasero IBC 4
Si (multicristalino) 22.0 ± 0.4 245.83 (t) 0.6717 40.55 d 80.9 FhG ‐ ISE (9/17) Jinko solar, gran tipo p 27
Células (III-V)
GaInP 21.4 ± 0.3 0.2504 (ap) 1.4932 16.31 g 87.7 NREL (9/16) LG electrónica, banda ancha 28
GaInAsP / GaInAs 32.6 ± 1.4 c 0.248 (ap) 2.024 19.51 d 82.5 NREL (10/17) NREL, tándem monolítico 29
Células (calcogenuro)
CdTe (película delgada) 22.1 ± 0.5 0.4798 (da) 0.8872 31.69 h 78.5 Newport (15/11) Primer solar sobre vidrio 30
CZTSSe (película delgada) 12.6 ± 0.3 0.4209 (ap) 0.5134 35.21 i 69.8 Newport (7/13) Solución de IBM crecida 31
CZTSSe (película delgada) 12.6 ± 0.3 0.4804 (da) 0.5411 35.39 65.9 Newport (10/18) DGIST, Corea 14
CZTS (película delgada) 11.0 ± 0.2 0.2339 (da) 0.7306 21.74 f 69.3 NREL (3/17) UNSW sobre vidrio 32
Células (otras)
Perovskita (película delgada) 23.7 ± 0.8 j , k 0.0739 (ap) 1.1697 25.40 l 79.8 Newport (9/18) ISCAS, Beijing 33
Orgánico (película delgada) 15.6 ± 0.2 m 0.4113 (da) 0.8381 25.03 l 74.5 NREL (11/18) Sth China U. - Sth Central U. 34
  • Abreviaturas: AIST, Instituto Nacional Japonés de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada; (ap), área de apertura; CIGSSe, CuInGaSSe; CZTS, Cu 2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4 ‐ y Se y ; (da), área designada de iluminación; FhG ‐ ISE, Fraunhofer ‐ Institut für Solare Energiesysteme; ISFH, Instituto de Investigación de Energía Solar, Hamelín; NREL, Laboratorio Nacional de Energías Renovables; (t), superficie total.

  • Una respuesta espectral reportada en la versión 36 de estas tablas.

  • b Recalibrado de la medida original.

  • c No medido en un laboratorio externo.

  • d Respuesta espectral y curvas de voltaje de corriente informadas en la versión 51 de estas tablas.

  • e Respuesta espectral y curva de corriente-voltaje informados en la versión 52 de estas tablas.

  • f Respuesta espectral y curvas de voltaje de corriente informadas en la versión 50 de estas tablas.

  • g Respuesta espectral y curvas de voltaje de corriente reportadas en la Versión 49 de estas tablas.

  • h Respuesta espectral y / o curvas de voltaje de corriente reportadas en la versión 46 de estas tablas.

  • i Respuesta espectral y curvas de voltaje de corriente reportadas en la Versión 44 de estas tablas.

  • j Estabilidad no investigada. Referencias 69 , 70 documentos de estabilidad de dispositivos similares.

  • k Medido usando barrido IV de 13 puntos con polarización de voltaje constante hasta que la corriente se determina como invariable.

  • l Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión actual de estas tablas.

  • m Estabilidad a largo plazo no investigada. Referencias 69 , 70 documentos de estabilidad de dispositivos similares.

Tabla 3. Eficiencias confirmadas de células terrestres de múltiples conexiones y submódulos medidas en el espectro AM1.5 global (1000 W / m 2 ) a 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G ‐ 173‑03 global)
Clasificación Eficiencia,% Área, cm 2 Voc, V Jsc, mA / cm 2 Factor de llenado, % Centro de Pruebas (Fecha) Descripción
III ‐ V multifunciones
Célula de unión 5 (unida) 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) Afilado, 2 termos. 36
GaInP / GaAs (monolítico) 32.8 ± 1.4 1.000 (ap) 2.568 14.56 b 87.7 NREL (9/17) LG electronics, 2 term.
Multijunciones con 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, 4-term. 37
GaInP / GaAs / Si (oblea unida) 33.3 ± 1.2 c 3.984 (ap) 3.127 b 12.7 b 83.5 FhG ‐ ISE (8/17) Fraunhofer ISE, 2-term. 38
GaInP / GaAs / Si (monolítico) 22.3 ± 0.8 c 0.994 (ap) 2.619 10.0 d 85.0 FhG ‐ ISE (10/18) Fraunhofer ISE, 2-term. 39
GaAsP / Si (monolítico) 20.1 ± 1.3 3.940 (ap) 1.673 14.94 e 80.3 NREL (5/18) OSU / SolAero / UNSW, 2-term.
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-term. 37
Perovskita / Si (monolítico) 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 (minimodulo de división espectral) 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-term. 41
Multifunciones a ‐ Si / nc ‐ Si
a ‐ Si / nc ‐ Si / nc ‐ Si (película delgada) 14.0 ± 0.4 g , c 1.045 (da) 1.922 9.94 h 73.4 AIST (5/16) AIST, 2-term. 42
a ‐ Si / nc ‐ Si (celda de película delgada) 12.7 ± 0.4 g , c 1.000 (da) 1.342 13.45 i 70.2 AIST (10/14) AIST, 2-term. dieciséis
Excepción notable
Perovskite / CIGS j 22.4 ± 1.9 f 0.042 (da) 1.774 17.3 g 73.1 NREL (11/17) UCLA, 2-term. 43
GaInP / GaAs / GaInAs 37.8 ± 1.4 0.998 (ap) 3.013 14.60 d 85.8 NREL (1/18) Microlink (ELO) 44
  • Abreviaturas: AIST, Instituto Nacional Japonés de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada; (ap), área de apertura; a-Si, aleación de silicio / hidrógeno amorfo; (da), área designada de iluminación; FhG ‐ ISE, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; nc-Si, silicio nanocristalino o microcristalino; (t), superficie total.

  • una respuesta espectral y una curva de tensión de corriente informadas en la versión 42 de estas tablas.

  • b Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 51 de estas tablas.

  • c No medido en un laboratorio externo.

  • d Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión actual de estas tablas.

  • e Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en las versiones 50 o 52 de estas tablas.

  • f Eficiencia inicial. Las referencias 67 y 68 revisan la estabilidad de dispositivos similares basados en perovskita.

  • g Estabilizado por 1000 h de exposición a 1 luz solar a 50ºC.

  • h Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 49 de estas tablas.

  • i Respuestas espectrales y curva de voltaje de corriente informadas en la versión 45 de estas tablas.

  • j Área demasiado pequeña para calificar como registro de clase absoluta.

Tabla 4. Eficiencias confirmadas del módulo terrestre medidas en el espectro AM1.5 global (1000 W / m 2 ) a una temperatura celular de 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G ‐ 173‑03 global)
Clasificación Eficiencia.,% Área, cm 2 V oc , V Yo sc , un FF,% Centro de Pruebas (Fecha) Descripción
Si (cristalino) 24.4 ± 0.5 13177 (da) 79.5 5.04 a 80.1 AIST (9/16) Kaneka (108 celdas) 4
Si (multicristalino) 19.9 ± 0.4 15143 (ap) 78.87 4.795 a 79.5 FhG ‐ ISE (10/16) Trina solar (120 celdas) 45
GaAs (película delgada) 25.1 ± 0.8 866.45 (ap) 11.08 2.303 b 85.3 NREL (11/17) Alta dispositivos 46
CIGS (Cd libre) 19.2 ± 0.5 841 (ap) 48.0 0.456 b 73.7 AIST (1/17) Frontera solar (70 celdas) 47
CdTe (película delgada) 18.6 ± 0.5 7038.8 (da) 110.6 1.533 d 74.2 NREL (4/15) Primera solar, monolítica 48.
a ‐ Si / nc ‐ Si (tándem) 12.3 ± 0.3 f 14322 (t) 280.1 0.902 f 69.9 ESTI (9/14) TEL solar, laboratorios de Trubbach 49
Perovskita 11.6 ± 0.4 g 802 (da) 23.79 0.577 h 68.0 AIST (4/18) Toshiba (22 celdas) 19
Orgánico 8.7 ± 0.3 g 802 (da) 17.47 0.569 d 70.4 AIST (5/14) Toshiba 23
Multifunción
InGaP / GaAs / InGaAs 31.2 ± 1.2 968 (da) 23.95 1.506 83.6 AIST (2/16) Afilado (32 celdas) 50
Excepción notable
CIGS (grande) 15.7 ± 0.5 9703 (ap) 28.24 7.254 i 72.5 NREL (11/10) Miasole 51
  • Abreviaturas: (ap), área de apertura; a-Si, aleación de silicio / hidrógeno amorfo; a ‐ SiGe, aleación de silicio / germanio / hidrógeno amorfo; CIGSS, CuInGaSSe; (da), área designada de iluminación; Efic., Eficiencia; FF, factor de relleno; nc-Si, silicio nanocristalino o microcristalino; (t), superficie total.

  • a Respuesta espectral y curva de voltaje de corriente reportada en la Versión 49 de estas tablas.

  • b Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 50 o 51 de estas tablas.

  • c Respuesta espectral y / o curva de tensión de corriente notificada en la versión 47 de estas tablas.

  • d Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 45 de estas tablas.

  • e Estabilizado en el fabricante al nivel del 2% siguiendo el procedimiento IEC de mediciones repetidas.

  • f Respuesta espectral y / o curva de tensión de corriente informada en la versión 46 de estas tablas.

  • g Rendimiento inicial. Las referencias 67 , 70 revisan la estabilidad de dispositivos similares.

  • h Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión actual de estas tablas.

  • i Respuesta espectral reportada en la versión 37 de estas tablas.

La Tabla 2 contiene lo que podría describirse como "excepciones notables" para las celdas y submódulos de unión única de "un solo sol" en la categoría anterior. Aunque no cumplen con los requisitos para ser reconocidos como un registro de clase, los dispositivos en la Tabla 2 tienen características notables que serán de interés para las secciones de la comunidad fotovoltaica, con entradas basadas en su importancia y puntualidad. Para alentar la discriminación, la tabla se limita a 12 entradas nominales con los autores actuales que han votado por sus preferencias para la inclusión. Los lectores que tengan sugerencias de notables excepciones para su inclusión en esta o en las siguientes tablas pueden ponerse en contacto con cualquiera de los autores con todos los detalles. Las sugerencias que se ajusten a las directrices se incluirán en la lista de votación para un próximo número.

La Tabla 3 se introdujo por primera vez en la Versión 49 de estas tablas y resume el número creciente de resultados de celdas y submódulos que involucran dispositivos de unión múltiple de alta eficiencia de un solo sol (informados anteriormente en la Tabla 1 ). La Tabla 4 muestra los mejores resultados para los módulos de un solo sol, tanto de unión única como múltiple, mientras que la Tabla 5 muestra los mejores resultados para las células concentradoras y los módulos de concentración. También se incluye un pequeño número de "excepciones notables" en las Tablas 3-5 .

Tabla 5. Eficacia de la célula y el módulo concentrador terrestre medidos bajo el espectro AM1.5 de haz directo ASTM G ‐ 173‐03 a una temperatura de la celda de 25 ° C
Clasificación Eficiencia.,% Área, cm 2 Intensidad a soles Centro de Pruebas (Fecha) Descripción
Celulas individuales
GaAs 30.5 ± 1.0 b 0.10043 (da) 258 NREL (10/18) NREL, 1 empalme
Si 27.6 ± 1.2 c 1.00 (da) 92 FhG ‐ ISE (11/04) Amonix contacto de vuelta 52
CIGS (película delgada) 23.3 ± 1.2 d , e 0.09902 (ap) 15 NREL (3/14) NREL 53
Celdas multifuncionales
GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs 46.0 ± 2.2 f 0.0520 (da) 508 AIST (10/14) Soitec / CEA / FhG ‐ ISE 4j en condiciones de servidumbre 54
GaInP / GaAs / GaInAs / GaInAs 45.7 ± 2.3 d , g 0.09709 (da) 234 NREL (9/14) NREL, 4j monolítico 55
InGaP / GaAs / InGaAs 44.4 ± 2.6 h 0.1652 (da) 302 FhG ‐ ISE (4/13) Afilado, 3j metamórfico invertido 56.
GaInAsP / GaInAs 35.5 ± 1.2 i , d 0.10031 (da) 38 NREL (10/17) NREL 2 uniones (2j)
Minimodulo
GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs 43.4 ± 2.4 d , j 18.2 (ap) 340 k FhG ‐ ISE (7/15) Fraunhofer ISE 4j (lente / celular) 57
Submódulo
GaInP / GaInAs / Ge, Si 40.6 ± 2.0 j 287 (ap) 365 NREL (4/16) UNSW 4j de espectro dividido 58
Módulos
Si 20.5 ± 0.8 d 1875 (ap) 79 Sandia (4/89) l Sandia / UNSW / ENTECH (12 celdas) 59
Tres cruces (3j) 35.9 ± 1.8 m 1092 (ap) N / A NREL (8/13) Amonix 60
Cuatro unión (4j) 38.9 ± 2.5 n 812.3 (ap) 333 FhG ‐ ISE (4/15) Soitec 61
"Excepciones notables"
Si (área grande) 21.7 ± 0.7 20.0 (da) 11 Sandia (9/90) k UNSW láser ranurado 62
Minimódulo luminiscente 7.1 ± 0.2 25 (ap) 2.5 k ESTI (9/08) ECN Petten, células GaAs 63
Minimodulo 4j 41.4 ± 2.6 d 121.8 (ap) 230 FhG ‐ ISE (9/18) FhG ‐ ISE, 10 celdas 57
  • Abreviaturas: (ap), área de apertura; CIGS, CuInGaSe 2 ; (da), área designada de iluminación; Efic., Eficiencia; FhG ‐ ISE, Fraunhofer ‐ Institut für Solare Energiesysteme; NREL, Laboratorio Nacional de Energías Renovables.

  • a Un sol corresponde a una irradiancia directa de 1000 Wm −2 .

  • b Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión actual de estas tablas.

  • c Medido bajo un espectro de profundidad óptica de aerosol bajo similar a ASTM G ‐ 173‐03 directo 72 .

  • d No medido en un laboratorio externo.

  • e Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 44 de estas tablas.

  • f Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 45 de estas tablas.

  • g Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 46 de estas tablas.

  • h Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 42 de estas tablas.

  • i Respuesta espectral y curva de tensión de corriente informadas en la versión 51 de estas tablas.

  • j Determinado en IEC 62670‐1 condiciones de referencia CSTC.

  • k Concentración geométrica.

  • l recalibrado de la medida original.

  • m Con referencia a la irradiancia directa de 1000 W / m 2 y la temperatura de la celda de 25 ° C utilizando el espectro solar predominante y un procedimiento interno para la conversión de la temperatura.

  • n Medido según las condiciones de referencia IEC 62670‐1 que siguen el borrador de clasificación de potencia IEC actual 62670‐3.

2 NUEVOS RESULTADOS

Diez nuevos resultados son reportados en la presente versión de estas tablas. El primer nuevo resultado en la Tabla 1 (células de un sol) representa un registro absoluto para cualquier célula solar de unión única. Se midió una eficiencia del 29,1% para una celda de GaAs de 1 cm 2 fabricada por Alta Devices 8 y se midió en el Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (FhG-ISE).

El segundo nuevo resultado es una eficiencia del 11,3% medida para una célula solar de 1,2 cm 2 CZTSSe (Cu 2 ZnSnS x Se 4 ‐x) fabricada por Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), Corea 14 y medida por Newport Laboratorio de PV.

El primero de los tres nuevos resultados en la Tabla 2 (“excepciones notables” de un solo sol) es igual al registro anterior para una celda de CZTSSe de área pequeña. También se midió una eficiencia del 12,6% en Newport para una celda de 0,48 cm2 nuevamente fabricada por DGIST. El área de la celda es demasiado pequeña para ser clasificada como un registro absoluto, con objetivos de eficiencia de las celdas solares en programas de investigación gubernamentales generalmente especificados en términos de un área de celda de 1 cm 2 o más. 64 - 66

El segundo nuevo resultado en la Tabla 2 representa un nuevo récord para una célula solar de perovskita con Pb-haluro, con una eficiencia del 23.7% confirmada para una pequeña área de 0.07 cm2 células fabricada por el Instituto de Semiconductores de la Academia China de Ciencias ), Beijing 33 y medido en Newport.

Para las células de perovskita, las tablas ahora aceptan resultados basados en mediciones de "estado casi estable" (a veces llamadas "estabilizadas" en el campo de perovskita, aunque esto entra en conflicto con el uso en otras áreas de la energía fotovoltaica). Junto con otras tecnologías emergentes, las células de perovskita pueden no demostrar el mismo nivel de estabilidad que las células convencionales, con la estabilidad de las células de perovskita discutida en otra parte. 67 , 68

Una tercera nueva "excepción notable" en la Tabla 2 es el 13.3% para un área muy pequeña de células solares orgánicas de 0.04 cm 2 fabricadas por South China University y Central South University 34 y medidas en el National Renewable Energy Laboratory (NREL). La estabilidad de las células solares orgánicas se discute en otra parte 69 , 70 con un área de células nuevamente demasiado pequeña para clasificarla como un registro absoluto.

En la Tabla 3 se presentan tres nuevos resultados relacionados con dispositivos multifunción de un solo sol. El primero es 23.3% para un dispositivo tándem GaInP / GaAs / Si monolítico, monolítico, de crecimiento directo, de 1-cm 2 , fabricado y medido por el Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar. 39

El segundo nuevo resultado reporta la demostración de una eficiencia del 27,3% para un dispositivo de dos terminales, perovskita / silicio monolítico de 1 cm 2 , fabricado por Oxford PV 40 y nuevamente medido por el Instituto Fraunhofer para el Sistema de Energía Solar. Tenga en cuenta que esta eficiencia ahora excede la eficiencia más alta para una celda de silicio de unión única (Tabla 1 ), aunque para un dispositivo de área mucho más pequeña.

Un tercer resultado nuevo para la Tabla 3 se incluye como una "excepción notable" de celdas de múltiples funciones. Se midió una eficiencia del 37,8% para una celda de dos terminales, dos terminales de GaInP / GaAs / GaInAs de 1 cm 2 fabricada por Microlink Devices 44 y medido en NREL. La característica notable de este dispositivo es que se fabricó utilizando un despegue epitaxial de un sustrato que se puede reutilizar. 44

Dos nuevos resultados aparecen en la Tabla 5 ("células concentradoras y módulos"). El primero es un 30,5% de eficiencia para una celda concentradora de GaAs de unión única fabricada y medida por NREL.

El segundo es una "excepción notable". Se informa de una eficiencia del 41,4% para un minimódulo concentrador de 122 cm 2 que consta de 10 lentes acromáticas de vidrio y 10 GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs de 4 obleas fabricadas y medidas por FhG ‐ ISE. Esta es la eficiencia más alta medida para un módulo concentrador interconectado de este tipo.

Los espectros de EQE para los nuevos resultados de células GaAs y CZTSSe informados en el presente número de estas tablas se muestran en la Figura 1A, y la Figura 1B muestra las curvas de densidad-voltaje (JV) actuales para los mismos dispositivos. La Figura 2 A muestra el EQE para los nuevos resultados de la célula OPV y el módulo de perovskita, mientras que la Figura 2 B muestra sus curvas de JV actuales. La Figura 3 A, B muestra las curvas EQE y JV correspondientes para los nuevos resultados de celda de dos conexiones y dos terminales.

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A, Eficiencia cuántica externa (EQE) para los nuevos resultados de células GaAs y CZTSSe informados en este número; B, curvas de densidad de tensión (JV) correspondientes a los mismos dispositivos [la figura de color se puede ver en wileyonlinelibrary.com ]
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A, Eficiencia cuántica externa (EQE) para los nuevos resultados de OPV y células de perovskita informados en este número; B, curvas de densidad-voltaje (JV) de corriente correspondiente [La figura de color se puede ver en wileyonlinelibrary.com ]
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A, Eficiencia cuántica externa (EQE) para los nuevos resultados de celda multifunción informados en este problema (algunos resultados normalizados); B, curvas de densidad de tensión (JV) de la corriente correspondiente [La figura de color se puede ver en wileyonlinelibrary.com ]

3 DESCARGO DE RESPONSABILIDAD

Si bien la información proporcionada en las tablas se proporciona de buena fe, los autores, editores y editores no pueden aceptar la responsabilidad directa por cualquier error u omisión.

RECONOCIMIENTO

El Centro Australiano de Energía Fotovoltaica Avanzada comenzó a funcionar en febrero de 2013 con el apoyo del Gobierno de Australia a través de la Agencia Australiana de Energía Renovable (ARENA). El Gobierno de Australia no acepta responsabilidad por las opiniones, información o consejos expresados en este documento. El trabajo de D. Levi fue apoyado por el Departamento de Energía de los EE. UU. Bajo el Contrato No. DE-AC36‐08 ‐ GO28308 con el Laboratorio Nacional de Energía Renovable. El trabajo en AIST fue apoyado en parte por la Organización de Desarrollo de Tecnología Industrial y Nueva Energía de Japón (NEDO) bajo el Ministerio de Economía, Comercio e Industria (METI).