من: www.onlinelibrary.wiley.com
1 المقدمة
منذ يناير 1993 ، نشر " التقدم في الخلايا الكهروضوئية " ست قوائم شهرية لأعلى الكفاءات المؤكدة لمجموعة من تقنيات الخلايا الضوئية والوحدة. 1 - 3 من خلال توفير مبادئ توجيهية لإدراج النتائج في هذه الجداول ، لا يوفر هذا ملخصًا موثوقًا للحالة الحالية فحسب ، بل يشجع أيضًا الباحثين على البحث عن تأكيد مستقل للنتائج والإبلاغ عن النتائج على أساس موحد. في الإصدار 33 من هذه الجداول ، تم تحديث 3 نتائج للطيف المرجعي الجديد المقبول دولياً (اللجنة الكهرتقنية الدولية IEC 60904‐3 ، الإصدار 2 ، 2008).
المعيار الأكثر أهمية لإدراج النتائج في الجداول هو أنه يجب أن يتم قياسها بشكل مستقل عن طريق مركز اختبار معترف به مدرج في مكان آخر. 2 يتم التمييز بين ثلاثة تعريفات مختلفة مؤهلة لمساحة الخلية: المساحة الكلية ، مساحة الفتحة ، ومنطقة الإضاءة المعينة ، كما هو محدد أيضًا في مكان آخر 2 (لاحظ أنه في حالة استخدام التقنيع ، يجب أن تحتوي الأقنعة على هندسة فتحة بسيطة ، مثل المربع ، مستطيلة ، أو دائرية). لا يتم تضمين كفاءات "المنطقة النشطة". هناك أيضًا بعض القيم الدنيا للمساحة المطلوبة لأنواع الأجهزة المختلفة (أعلى من 0.05 سم 2 لخلية مركزية ، 1 سم 2 لخلية واحدة للشمس ، 800 سم 2 لوحدة نمطية و 200 سم 2 لـ "وحدة فرعية" ).
يتم الإبلاغ عن النتائج للخلايا والوحدات المصنوعة من أشباه الموصلات المختلفة والفئات الفرعية داخل كل مجموعة من أشباه الموصلات (على سبيل المثال ، البلورية ، الكريستالات ، والأغشية الرقيقة). بدءًا من الإصدار 36 وما بعده ، يتم تضمين معلومات الاستجابة الطيفية (عند الإمكان) في شكل قطعة من كفاءة الكم الخارجي (EQE) مقابل الطول الموجي ، إما كقيم مطلقة أو تطبيع إلى قيمة القيمة المقاسة. تم أيضًا تضمين منحنيات الجهد الحالي (IV) عند الإمكان من الإصدار 38 وما بعده. تم تضمين ملخص بياني للتقدم المحرز خلال السنوات الـ 25 الأولى التي تم خلالها نشر الجداول في الإصدار 51. 2
تم الإبلاغ عن أعلى نتائج مؤكدة عن "وحدة شمس واحدة" ونتائج الوحدة في الجداول 1-4 . يتم تعيين أي تغييرات في الجداول من تلك المنشورة مسبقًا 1 بخط عريض. في معظم الحالات ، يتم توفير مرجع الأدب الذي يصف إما النتيجة المبلغ عنها ، أو نتيجة مماثلة (القراء الذين يحددون المراجع المحسنة مرحب بهم لتقديمهم إلى المؤلف الرئيسي). يلخص الجدول 1 أفضل قياسات تم الإبلاغ عنها لخلايا الوصل أحادية الوصلة والشمس الفرعية (غير المركزة).
الجدول 1. كفاءة خلايا أرضية ووحدة فرعية مؤكدة تقاطع أحادي تقاس تحت الطيف AM1.5 العالمي (1000 واط / م 2 ) عند 25 درجة مئوية (IEC 60904‐3: 2008 ، ASTM G ‐ 173‐03 عالمي) | تصنيف | نجاعة، ٪ | المساحة ، سم 2 | V oc ، V | J sc ، مللي أمبير / سم 2 | عامل ملء ، ٪ | مركز الاختبار (التاريخ) | وصف |
|---|
| السيليكون |
| سي (خلية بلورية) | 26.7 ± 0.5 | 79.0 (دا) | 0.738 | 42.65 | 84.9 | AIST (3/17) | Kaneka ، n ‐ الخلفي IBC 4 |
| سي (خلية متعددة البلورات) | 22.3 ± 0.4 ب | 3.923 (ap) | 0.6742 | 41.08 ج | 80.5 | FhG ‐ ISE (8/17) | FhG ‐ ISE ، n ‐ type 5 |
| Si (وحدة نقل رقيقة) | 21.2 ± 0.4 | 239.7 (ap) | 0.687 د | 38.50 د | 80.3 | NREL (4/14) | Solexel (35 ميكرون) 6 |
| سي (طبقة رقيقة صغيرة) | 10.5 ± 0.3 | 94.0 (ap) | 0.492 د | 29.7 د ، و | 72.1 | FhG ‐ ISE (8/07) | CSG الشمسية (<2 ميكرون="" على="" الزجاج)="">7 |
| III ‐ V خلايا |
| GaAs (خلية غشاء رقيقة) | 29.1 ± 0.6 | 0.998 (ap) | 1.1272 | 29.78 جم | 86.7 | FhG ‐ ISE (10/18) | أجهزة ألتا 8 |
| GaAs (متعدد البلورات) | 18.4 ± 0.5 | 4.011 (ر) | 0.994 | 23.2 | 79.7 | NREL (11/95) | RTI ، قه الركيزة 9 |
| InP (الخلية البلورية) | 24.2 ± 0.5 ب | 1.008 (أ ف ب) | 0.939 | 31.15 | 82.6 | NREL (3/13) | NREL 10 |
| رقيقة كالكوجينيد الفيلم |
| CIGS (خلية) | 22.9 ± 0.5 | 1.041 (دا) | 0.744 | 38.77 ساعة | 79.5 | AIST (11/17) | الحدود الشمسية 11 ، 12 |
| CdTe (خلية) | 21.0 ± 0.4 | 1.0623 (ap) | 0.8759 | 30.25 هـ | 79.4 | نيوبورت (8/14) | الطاقة الشمسية الأولى ، على الزجاج 13 |
| CZTSSe (خلية) | 11.3 ± 0.3 | 1.1761 (دا) | 0.5333 | 33.57 غرام | 63.0 | نيوبورت (10/18) | دجيست ، كوريا 14 |
| CZTS (خلية) | 10.0 ± 0.2 | 1.113 (دا) | 0.7083 | 21.77 | 65.1 | NREL (3/17) | نيو ساوث ويلز 15 |
| غير متبلور / الجريزوفولفين |
| سي (خلية غير متبلورة) | 10.2 ± 0.3 i ، ب | 1.001 (دا) | 0.896 | 16.36 هـ | 69.8 | AIST (7/14) | AIST 16 |
| سي (خلية الجريزوفولفين) | 11.9 ± 0.3 ب | 1.044 (دا) | 0.550 | 29.72 | 75.0 | AIST (2/17) | AIST 16 |
| Perovskite |
| بيروفسكايت (خلية) | 20.9 ± 0.7 i ، j | 0.991 (دا) | 1.125 | 24.92 ج | 74.5 | نيوبورت (7/17) | KRICT 17 |
| البيروفسكايت (الحد الأدنى) | 17.25 ± 0.6 ي ، ل | 17.277 (دا) | 1.070 د | 20.66 د ، ح | 78.1 | نيوبورت (5/18) | Microquanta ، 7 خلايا مسلسل 18 |
| بيروفسكايت (وحدة فرعية) | 11.7 ± 0.4 i | 703 (دا) | 1.073 د | 14.36 د ، ح | 75.8 | AIST (3/18) | توشيبا ، 44 خلية مسلسل 19 |
| صبغ توعية |
| صبغة (خلية) | 11،9 ± 0.4 ي ، ك | 1.005 (دا) | 0.744 | 22.47 ن | 71.2 | AIST (9/12) | شارب 20 |
| صبغ (الحد الأدنى) | 10.7 ± 0.4 ي ، ل | 26.55 (دا) | 0.754 د | 20.19 د ، س | 69.9 | AIST (2/15) | حاد ، 7 خلايا مسلسل 21 |
| صبغ (وحدة فرعية) | 8.8 ± 0.3 ي | 398.8 (دا) | 0.697 د | 18.42 د ، ص | 68.7 | AIST (9/12) | حاد ، 26 خلايا مسلسل 22 |
| عضوي |
| عضوي (خلية) | 11.2 ± 0.3 ف | 0.992 (دا) | 0.780 | 19.30 هـ | 74.2 | AIST (10/15) | توشيبا 23 |
| العضوية (الحد الأدنى) | 9.7 ± 0.3 ف | 26.14 (دا) | 0.806 د | 16.47 د ، س | 73.2 | AIST (2/15) | توشيبا (8 خلايا سلسلة) 23 |
المختصرات: المعهد الوطني الياباني للعلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة ؛ (ap) ، مساحة الفتحة ؛ ‐ Si ، سبيكة غير متبلورة من السيليكون / الهيدروجين ؛ CIGS، CuIn 1 ‐ y Ga y Se 2 ؛ CZTS، Cu 2 ZnSnS 4 ؛ CZTSSe، Cu 2 ZnSnS 4 ‐ y Se y ؛ (دا) ، منطقة الإضاءة المخصصة ؛ FhG ‐ ISE، Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme؛ nc ‐ Si أو السيليكون النانوي أو الجريزوفولفين ؛ (ر) ، المساحة الكلية.
استجابة طيفية ومنحنى جهد كهربي مسجل في الإصدار 50 من هذه الجداول.
ب لا تقاس في مختبر خارجي.
ج الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد reported الحالي الوارد في الإصدار 51 من هذه الجداول.
(د) أُبلغ عنها على أساس "لكل خلية".
هـ ردود الطيفية ومنحنى الجهد الحالي المبلغ عنها في الإصدار 45 من هذه الجداول.
و إعادة معايرة من القياس الأصلي.
ز الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد الحالي المبلغ عنها في الإصدار الحالي من هذه الجداول.
h الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد reported الحالي المذكور في الإصدار 52 من هذه الجداول.
استقرت بمقدار 1000 ساعة من التعرض لضوء شمس واحد عند 50 درجة مئوية.
ي الأداء الأولي. المراجع 67 ، 68 مراجعة استقرار الأجهزة المماثلة.
k معدل الاجتياح الأمامي والخلفي عند 150 mV / s (التباطؤ ± 0.26٪).
ل تقاس باستخدام 13 نقطة اكتساح الرابع مع التحيز المستمر حتى ثابت البيانات عند مستوى 0.05 ٪.
م الكفاءة الأولية. مرجع 71 يستعرض استقرار الأجهزة المماثلة.
الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد ‐ الحالي الوارد في الإصدار 41 من هذه الجداول.
o الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد الحالي الوارد في الإصدار 46 من هذه الجداول.
p الاستجابة الطيفية ومنحنى التيار الكهربائي الموضح في الإصدار 43 من هذه الجداول.
ف الأداء الأولي. المراجع 69 ، 70 مراجعة استقرار الأجهزة المماثلة.
الجدول 2. "استثناءات ملحوظة" للخلايا أحادية الوصلات والوحدات الفرعية: "النتائج العشرة الأولى" المؤكدة ، وليس سجلات الفئة ، المقاسة تحت طيف AM1.5 العالمي (1000 Wm −2 ) عند 25 درجة مئوية (IEC 60904-3: 2008 ، ASTM G ‐ 173‐03 عالمي) | تصنيف | نجاعة، ٪ | المساحة ، سم 2 | V oc ، V | J sc ، مللي أمبير / سم 2 | عامل ملء ، ٪ | مركز الاختبار (التاريخ) | وصف |
|---|
| خلايا (سيليكون) |
| سي (البلورية) | 25.0 ± 0.5 | 4.00 (دا) | 0.706 | 42.7 | 82.8 | سانديا (3/99) ب | UNSW p ‐ PERC العلوية / الخلفية اتصالات 24 |
| سي (البلورية) | 25.8 ± 0.5 ج | 4.008 (دا) | 0.7241 | 42.87 د | 83.1 | FhG ‐ ISE (7/17) | FhG ‐ ISE ، n ‐ اكتب جهات اتصال أعلى / خلفية 25 |
| سي (البلورية) | 26.1 ± 0.3 ج | 3.9857 (دا) | 0.7266 | 42.62 هـ | 84.3 | ISFH (2/18) | ISFH ، الجزء الخلفي IBC 26 |
| سي (كبير) | 26.6 ± 0.5 | 179.74 (دا) | 0.7403 | 42.5 ف | 84.7 | FhG ‐ ISE (11/16) | Kaneka ، n ‐ الخلفي IBC 4 |
| سي (متعدد البلورات) | 22.0 ± 0.4 | 245.83 (ر) | 0.6717 | 40.55 د | 80.9 | FhG ‐ ISE (9/17) | Jinko الشمسية ، كبير ف ‐ نوع 27 |
| خلايا (III ‐ V) |
| GaInP | 21.4 ± 0.3 | 0.2504 (ap) | 1.4932 | 16.31 غرام | 87.7 | NREL (9/16) | الالكترونيات LG ، ذات فجوة الحزمة العالية 28 |
| GaInAsP / غايناس | 32.6 ± 1.4 ج | 0.248 (ap) | 2.024 | 19.51 د | 82.5 | NREL (10/17) | NREL ، جنبا إلى جنب متجانسة 29 |
| خلايا (كالكوجينيد) |
| CdTe (فيلم رقيق) | 22.1 ± 0.5 | 0.4798 (دا) | 0.8872 | 31.69 ساعة | 78.5 | نيوبورت (11/15) | أول الشمسية على الزجاج 30 |
| CZTSSe (فيلم رقيق) | 12.6 ± 0.3 | 0.4209 (ap) | 0.5134 | 35.21 | 69.8 | نيوبورت (7/13) | حل IBM نمت 31 |
| CZTSSe (فيلم رقيق) | 12.6 ± 0.3 | 0.4804 (دا) | 0.5411 | 35.39 | 65.9 | نيوبورت (10/18) | دجيست ، كوريا 14 |
| CZTS (فيلم رقيق) | 11.0 ± 0.2 | 0.2339 (دا) | 0.7306 | 21.74 و | 69.3 | NREL (3/17) | نيو ساوث ويلز على الزجاج 32 |
| خلايا (أخرى) |
| البيروفسكايت (فيلم رقيق) | 23.7 ± 0.8 ي ، ك | 0.0739 (ap) | 1.1697 | 25.40 لتر | 79.8 | نيوبورت (9/18) | ISCAS ، بكين 33 |
| عضوي (غشاء رقيق) | 15.6 ± 0.2 م | 0.4113 (دا) | 0.8381 | 25.03 لتر | 74.5 | NREL (11/18) | Sth China U. - Central Sth U. 34 |
المختصرات: المعهد الوطني الياباني للعلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة ؛ (ap) ، مساحة الفتحة ؛ CIGSSe ، CuInGaSSe ؛ CZTS، Cu 2 ZnSnS 4 ؛ CZTSSe، Cu 2 ZnSnS 4 ‐ y Se y ؛ (دا) ، منطقة الإضاءة المخصصة ؛ FhG ‐ ISE، Fraunhofer ‐ Institut für Solare Energiesysteme؛ ISFH ، معهد أبحاث الطاقة الشمسية ، هاملين ؛ NREL ، المختبر الوطني للطاقة المتجددة ؛ (ر) ، المساحة الكلية.
استجابة طيفية مذكورة في الإصدار 36 من هذه الجداول.
ب أعيد معايرة من القياس الأصلي.
ج لا تقاس في مختبر خارجي.
د منحنى الاستجابة الطيفية ومنحنيات التيار الكهربائي الحالية الواردة في الإصدار 51 من هذه الجداول.
هـ الاستجابة الطيفية ومنحنى التيار الكهربائي المذكور في الإصدار 52 من هذه الجداول.
f منحنيات الاستجابة الطيفية ومنحنيات التيار الكهربائي الحالية الواردة في الإصدار 50 من هذه الجداول.
ز الاستجابة الطيفية ومنحنيات التيار الكهربائي الحالية المذكورة في الإصدار 49 من هذه الجداول.
h منحنيات الاستجابة الطيفية و / أو منحنيات التيار الكهربائي الحالية المذكورة في الإصدار 46 من هذه الجداول.
i الاستجابة الطيفية ومنحنيات التيار الكهربائي الحالية الواردة في الإصدار 44 من هذه الجداول.
ي الاستقرار لم يتم التحقيق. المراجع 69 ، 70 وثيقة استقرار الأجهزة المماثلة.
k تقاس باستخدام اكتساح 13 نقطة IV مع انحراف ثابت للجهد حتى يتم تحديد التيار على أنه غير متغير.
الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد reported الحالي المذكور في الإصدار الحالي من هذه الجداول.
الاستقرار على المدى الطويل لم يتم التحقيق. المراجع 69 ، 70 وثيقة استقرار الأجهزة المماثلة.
الجدول 3. كفاءة الخلايا متعددة الوصلات للأرض ووحداتها الفرعية المقاسة تحت طيف AM1.5 العالمي (1000 واط / م 2 ) عند 25 درجة مئوية (IEC 60904‐3: 2008 ، ASTM G ‐ 173‐03 عالمي) | تصنيف | نجاعة، ٪ | المساحة ، سم 2 | Voc ، V | Jsc ، مللي أمبير / سم 2 | عامل ملء ، ٪ | مركز الاختبار (التاريخ) | وصف |
|---|
| III ‐ V multijunctions |
| خلية الوصلات 5 (المستعبدين) | 38.8 ± 1.2 | 1.021 (ap) | 4.767 | 9.564 | 85.2 | NREL (7/13) | Spectrolab ، 2 ‐ المحطة 35 |
| (2.17 / 1.68 / 1.40 / 1.06 / 0.73 فولت) |
| InGaP / الغاليوم / InGaAs | 37.9 ± 1.2 | 1.047 (ap) | 3.065 | 14.27 | 86.7 | AIST (2/13) | حاد ، 2 مصطلح. 36 |
| GaInP / GaAs (متجانسة) | 32.8 ± 1.4 | 1.000 (أ ف ب) | 2.568 | 14.56 ب | 87.7 | NREL (9/17) | إلكترونيات LG ، 2 مصطلح. |
| وظائف متعددة مع c ‐ Si |
| GaInP / GaAs / Si (مكدس ميكانيكي) | 35.9 ± 0.5 ج | 1.002 (دا) | 2.52 / 0.681 | 13.6 / 11.0 | 87.5 / 78.5 | NREL (2/17) | NREL / CSEM / EPFL ، 4 ‐ مصطلح. 37 |
| GaInP / GaAs / Si (رقاقة مستعبدة) | 33.3 ± 1.2 ج | 3.984 (أب) | 3.127 ب | 12.7 ب | 83.5 | FhG ‐ ISE (8/17) | Fraunhofer ISE ، 2 ‐ مصطلح. 38 |
| GaInP / GaAs / Si (متجانسة) | 22.3 ± 0.8 ج | 0.994 (ap) | 2.619 | 10.0 د | 85.0 | FhG ‐ ISE (10/18) | Fraunhofer ISE ، 2 ‐ مصطلح. 39 |
| GaAsP / Si (متجانسة) | 20.1 ± 1.3 | 3.940 (ap) | 1.673 | 14.94 هـ | 80.3 | NREL (5/18) | OSU / SolAero / UNSW ، 2 ‐ مصطلح. |
| GaAs / Si (الميكانيكية المكدس) | 32.8 ± 0.5 ج | 1.003 (دا) | 1.09 / 0.683 | 28.9 / 11.1 هـ | 85.0 / 79.2 | NREL (12/16) | NREL / CSEM / EPFL ، 4 ‐ مصطلح. 37 |
| بيروفسكايت / سي (متجانسة) | 27.3 ± 0.8 f | 1.090 (دا) | 1.813 | 19.99 د | 75.4 | FhG ‐ ISE (6/18) | Oxford PV 40 |
| GaInP / GaInAs / Ge، Si (نموذج الانقسام الطيفي الصغير) | 34.5 ± 2.0 | 27،83 (ا ف ب) | 2.66 / 0.65 | 13.1 / 9.3 | 85.6 / 79.0 | NREL (4/16) | UNSW / Azur / Trina ، مدة 4 ‐. 41 |
| ‐ Si / nc mult Si multijunctions |
| فيلم ‐ Si / nc ‐ Si / nc ‐ (فيلم رقيق) | 14.0 ± 0.4 جم ، ج | 1.045 (دا) | 1.922 | 9.94 ساعة | 73.4 | AIST (5/16) | AIST ، 2 ‐ مصطلح. 42 |
| ‐ Si / nc ‐ Si (خلية غشاء رقيقة) | 12.7 ± 0.4 جم ، ج | 1،000 (دا) | 1.342 | 13.45 | 70.2 | AIST (10/14) | AIST ، 2 ‐ مصطلح. 16 |
| الاستثناء الملحوظ |
| بيروفسكايت / CIGS ي | 22.4 ± 1.9 f | 0.042 (دا) | 1.774 | 17.3 جم | 73.1 | NREL (11/17) | UCLA ، 2 ‐ مصطلح. 43 |
| GaInP / الغاليوم / غايناس | 37.8 ± 1.4 | 0.998 (ap) | 3.013 | 14.60 د | 85.8 | NREL (1/18) | Microlink (ELO) 44 |
المختصرات: المعهد الوطني الياباني للعلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة ؛ (ap) ، مساحة الفتحة ؛ ‐ Si ، سبيكة غير متبلورة من السيليكون / الهيدروجين ؛ (دا) ، منطقة الإضاءة المخصصة ؛ FhG ‐ ISE، Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme؛ nc ‐ Si أو السيليكون النانوي أو الجريزوفولفين ؛ (ر) ، المساحة الكلية.
استجابة طيفية ومنحنى جهد كهربي مسجل في الإصدار 42 من هذه الجداول.
(ب) الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد الحالي الوارد في النسخة 51 من هذه الجداول.
ج لا تقاس في مختبر خارجي.
د وردت الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد الحالي في النسخة الحالية من هذه الجداول.
هـ الاستجابة الطيفية ومنحنى التيار الكهربائي الموضح في الإصدار 50 أو 52 من هذه الجداول.
و الكفاءة الأولية. المراجع 67 ، 68 تستعرض ثبات الأجهزة المشابهة لـ perovskite.
g مثبتة عند التعرض لمدة 1000 ساعة لضوء شمس واحد عند 50 درجة مئوية.
h الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد reported الحالي المذكور في الإصدار 49 من هذه الجداول.
استجابات طيفية ومنحنى الجهد الحالي الوارد في الإصدار 45 من هذه الجداول.
j المساحة صغيرة جدًا بحيث لا يمكن اعتبارها سجلًا صريحًا.
الجدول 4. كفاءة وحدات الأرض الثابتة المقاسة تحت طيف AM1.5 العالمي (1000 واط / م 2 ) عند درجة حرارة خلية تبلغ 25 درجة مئوية (IEC 60904‐3: 2008 ، ASTM G ‐ 173‐03 عالمي) | تصنيف | كفاءة ، ٪ | المساحة ، سم 2 | V oc ، V | أنا الشوري ، أ | FF ، ٪ | مركز الاختبار (التاريخ) | وصف |
|---|
| سي (البلورية) | 24.4 ± 0.5 | 13177 (دا) | 79.5 | 5.04 | 80.1 | AIST (9/16) | كانيكا (108 خلايا) 4 |
| سي (متعدد البلورات) | 19.9 ± 0.4 | 15143 (أب) | 78.87 | 4.795 أ | 79.5 | FhG ‐ ISE (10/16) | ترينا الشمسية (120 خلايا) 45 |
| GaAs (غشاء رقيق) | 25.1 ± 0.8 | 866.45 (ap) | 11.08 | 2.303 ب | 85.3 | NREL (11/17) | أجهزة ألتا 46 |
| CIGS (قرص مضغوط مجاني) | 19.2 ± 0.5 | 841 (ap) | 48.0 | 0.456 ب | 73.7 | AIST (1/17) | الحدود الشمسية (70 خلايا) 47 |
| CdTe (فيلم رقيق) | 18.6 ± 0.5 | 7038.8 (da) | 110.6 | 1.533 د | 74.2 | NREL (4/15) | أول الشمسية ، متجانسة 48 |
| ‐ Si / nc ‐ Si (ترادفي) | 12.3 ± 0.3 f | 14322 (ر) | 280.1 | 0.902 ف | 69.9 | ESTI (9/14) | هاتف الطاقة الشمسية ، مختبرات Trubbach 49 |
| Perovskite | 11.6 ± 0.4 غرام | 802 (دا) | 23.79 | 0.577 ساعة | 68.0 | AIST (4/18) | توشيبا (22 خلية) 19 |
| عضوي | 8.7 ± 0.3 جم | 802 (دا) | 17.47 | 0.569 د | 70.4 | AIST (5/14) | توشيبا 23 |
| متعددة الوصلات |
| InGaP / الغاليوم / InGaAs | 31.2 ± 1.2 | 968 (دا) | 23.95 | 1.506 | 83.6 | AIST (2/16) | حاد (32 خلية) 50 |
| الاستثناء الملحوظ |
| CIGS (كبير) | 15.7 ± 0.5 | 9703 (ap) | 28.24 | 7.254 | 72.5 | NREL (11/10) | Miasole 51 |
المختصرات: (ap) ، مساحة الفتحة ؛ ‐ Si ، سبيكة غير متبلورة من السيليكون / الهيدروجين ؛ ‐ SiGe ، سبيكة غير متبلور من السيليكون / الجرمانيوم / الهيدروجين ؛ CIGSS ، CuInGaSSe ؛ (دا) ، منطقة الإضاءة المخصصة ؛ الكفاءة. FF ، عامل الملء ؛ nc ‐ Si أو السيليكون النانوي أو الجريزوفولفين ؛ (ر) ، المساحة الكلية.
الاستجابة الطيفية ومنحنى التيار الكهربائي المذكور في الإصدار 49 من هذه الجداول.
(ب) الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد reported الحالي الوارد في الإصدار 50 أو 51 من هذه الجداول.
(ج) منحنى الاستجابة الطيفية و / أو منحنى الجهد الحالي الوارد في الإصدار 47 من هذه الجداول.
د الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد reported الحالي الوارد في الإصدار 45 من هذه الجداول.
استقر في الشركة المصنعة إلى مستوى 2 ٪ بعد إجراء IEC للقياسات المتكررة.
(و) الاستجابة الطيفية و / أو منحنى الجهد الحالي الوارد في الإصدار 46 من هذه الجداول.
ز الأداء الأولي. المراجع 67 ، 70 مراجعة استقرار الأجهزة المماثلة.
h الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد reported الحالي الوارد في النسخة الحالية من هذه الجداول.
الاستجابة الطيفية المذكورة في الإصدار 37 من هذه الجداول.
يحتوي الجدول 2 على ما يمكن وصفه بأنه "استثناءات ملحوظة" لخلايا الوصل المفرد "الشمس الواحدة" والوحدات الفرعية في الفئة أعلاه. على الرغم من أن الأجهزة الموجودة في الجدول 2 لا تتوافق مع المتطلبات الواجب التعرف عليها كسجل دراسي ، إلا أنها تتميز بخصائص ملحوظة ستكون ذات أهمية بالنسبة لمقاطع المجتمع الكهروضوئي ، مع إدخالات تستند إلى أهميتها وتوقيتها. لتشجيع التمييز ، يقتصر الجدول على 12 مشاركة اسمية مع المؤلفين الحاليين الذين صوتوا لصالح تفضيلاتهم للإدراج. القراء الذين لديهم اقتراحات باستثناءات ملحوظة لإدراجها في هذا الجدول أو الجداول اللاحقة مدعوون إلى الاتصال بأي من المؤلفين للحصول على التفاصيل الكاملة. سيتم إدراج الاقتراحات المطابقة للمبادئ التوجيهية في قائمة التصويت لإصدارها في المستقبل.
تم تقديم الجدول 3 لأول مرة في الإصدار 49 من هذه الجداول ويلخص العدد المتزايد من نتائج الخلايا والوحدات الفرعية التي تنطوي على كفاءة عالية ، وأجهزة متعددة الوصلات أحادية الشمس (تم الإبلاغ عنها مسبقًا في الجدول 1 ). يُظهر الجدول 4 أفضل النتائج لوحدات الشمس الواحدة ، الوصلة المفردة والمتعددة ، بينما يوضح الجدول 5 أفضل النتائج للخلايا المركزة والوحدات المركزة. يتم تضمين عدد صغير من "الاستثناءات البارزة" أيضًا في الجداول 3-5 .
الجدول 5. كفاءة وحدة المكثف الأرضي ووحدة القياس المقاسة تحت طيف AM1.5 الشعاع المباشر ASTM G ‐ 173‐03 عند درجة حرارة خلية تبلغ 25 درجة مئوية | تصنيف | كفاءة ، ٪ | المساحة ، سم 2 | شدة ، والشمس | مركز الاختبار (التاريخ) | وصف |
|---|
| خلايا واحدة |
| الغاليوم | 30.5 ± 1.0 ب | 0.10043 (دا) | 258 | NREL (10/18) | NREL ، تقاطع 1 |
| سي | 27.6 ± 1.2 ج | 1.00 (دا) | 92 | FhG ‐ ISE (11/04) | عودة Amonix ‐ الاتصال 52 |
| CIGS (غشاء رقيق) | 23.3 ± 1.2 د ، ه | 0.09902 (ap) | 15 | NREL (3/14) | NREL 53 |
| خلايا متعددة الوصلات |
| GaInP / GaAs ، GaInAsP / GaInAs | 46.0 ± 2.2 f | 0.0520 (دا) | 508 | AIST (10/14) | Soitec / CEA / FhG ‐ ISE 4j المستعبدين 54 |
| GaInP / الغاليوم / غايناس / غايناس | 45.7 ± 2.3 د ، ز | 0.09709 (da) | 234 | NREL (9/14) | NREL ، 4j متجانسة 55 |
| InGaP / الغاليوم / InGaAs | 44.4 ± 2.6 ساعة | 0.1652 (دا) | 302 | FhG ‐ ISE (4/13) | حاد ، 3J تحول مقلوب 56 |
| GaInAsP / غايناس | 35.5 ± 1.2 ط ، د | 0.10031 (دا) | 38 | NREL (10/17) | تقاطع NREL 2 ((2j) |
| Minimodule |
| GaInP / GaAs ، GaInAsP / GaInAs | 43.4 ± 2.4 د ، ي | 18.2 (أ ف ب) | 340 ك | FhG ‐ ISE (7/15) | فراونهوفر ISE 4j (عدسة / خلية) 57 |
| حدة ثانويه |
| GaInP / GaInAs / Ge، Si | 40.6 ± 2.0 ي | 287 (أب) | 365 | NREL (4/16) | UNSW 4j تقسيم الطيف 58 |
| وحدات |
| سي | 20.5 ± 0.8 د | 1875 (أب) | 79 | سانديا (4/89) ل | Sandia / UNSW / ENTECH (12 خلية) 59 |
| تقاطع ثلاثة (3j) | 35.9 ± 1.8 م | 1092 (ap) | N / A | NREL (8/13) | Amonix 60 |
| أربعة مفرق (4j) | 38.9 ± 2.5 ن | 812.3 (أب) | 333 | FhG ‐ ISE (4/15) | Soitec 61 |
| "الاستثناءات البارزة" |
| سي (مساحة كبيرة) | 21.7 ± 0.7 | 20.0 (دا) | 11 | سانديا (9/90) ك | UNSW الليزر مخدد 62 |
| الانارة الصغرى | 7.1 ± 0.2 | 25 (ا ف ب) | 2.5 ك | ESTI (9/08) | ECN Petten ، خلايا GaAs 63 |
| 4j minimodule | 41.4 ± 2.6 د | 121.8 (ap) | 230 | FhG ‐ ISE (9/18) | FhG ‐ ISE ، 10 خلايا 57 |
المختصرات: (ap) ، مساحة الفتحة ؛ CIGS ، CuInGaSe 2 ؛ (دا) ، منطقة الإضاءة المخصصة ؛ الكفاءة. FhG ‐ ISE، Fraunhofer ‐ Institut für Solare Energiesysteme؛ NREL ، المختبر الوطني للطاقة المتجددة.
تتوافق الشمس الواحدة مع الإشعاع المباشر البالغ 1000 واط -2 .
(ب) الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد reported الحالي الوارد في النسخة الحالية من هذه الجداول.
(ج) يقاس تحت طيف عمق بصري منخفض من الهباء الجوي يشبه ASTM G ‐ 173‐03 direct 72 .
د لا تقاس في مختبر خارجي.
هـ الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد الكهربائي الحالي في الإصدار 44 من هذه الجداول.
response الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد ‐ الحالي الوارد في الإصدار 45 من هذه الجداول.
ز الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد الحالي المبلغ عنها في الإصدار 46 من هذه الجداول.
h الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد reported الحالي المذكور في الإصدار 42 من هذه الجداول.
i الاستجابة الطيفية ومنحنى الجهد reported الحالي الوارد في الإصدار 51 من هذه الجداول.
ي المحدد في الشروط المرجعية IEC 62670‐1 CSTC.
التركيز الهندسي.
ل إعادة معايرة من القياس الأصلي.
م يشار إلى 1000 W / m 2 الإشعاع المباشر و 25 درجة مئوية درجة حرارة الخلية باستخدام الطيف الشمسي السائد وإجراء داخلي للترجمة درجة الحرارة.
ن تقاس تحت IEC 62670‐1 الشروط المرجعية التالية مسودة IEC لتصنيف القدرة الحالية 62670‐3.
2 نتائج جديدة
تم الإبلاغ عن عشر نتائج جديدة في الإصدار الحالي من هذه الجداول. تمثل أول نتيجة جديدة في الجدول 1 (خلايا الشمس الواحدة) سجلاً صريحًا لأي خلية شمسية أحادية الوصلة. تم قياس كفاءة قدرها 29.1 ٪ لخلية GaAs 1 سم 2 ملفقة بواسطة Alta Devices 8 وقياسها في معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (FhG ‐ ISE).
والنتيجة الجديدة الثانية هي كفاءة تبلغ 11.3٪ تم قياسها لخلية شمسية تشيكوسلوفاكيا 1.2 2 سم 2 (Cu 2 ZnSnS x Se 4 ‐x) ملفقة بواسطة معهد دايجو كيونغ بوك للعلوم والتكنولوجيا (DGIST) ، كوريا 14 وقياسها نيوبورت مختبر الكهروضوئية.
أول من النتائج الثلاثة الجديدة في الجدول 2 ("شمس واحدة" "استثناءات ملحوظة") تساوي السجل السابق لخلية CZTSSe صغيرة المساحة. تم قياس كفاءة 12.6 ٪ أيضا في نيوبورت لخلية 0.48 سم 2 ملفقة مرة أخرى من قبل DGIST. مساحة الخلية صغيرة جدًا بحيث لا يمكن تصنيفها كسجل مباشر ، مع تحديد أهداف كفاءة الخلايا الشمسية في برامج البحوث الحكومية عمومًا من حيث مساحة الخلية التي تبلغ 1 سم 2 أو أكبر. 64 - 66
تمثل النتيجة الثانية الجديدة في الجدول 2 رقمًا قياسيًا جديدًا لخلية بيروفسكايت الشمسية Pb-halide ، بكفاءة تبلغ 23.7٪ في مساحة صغيرة تبلغ 0.07 سم 2 ملفقة من قبل معهد أشباه الموصلات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (ISCAS) ) ، بكين 33 وقياسها في نيوبورت.
بالنسبة لخلايا البيروفسكايت ، تقبل الجداول الآن النتائج بناءً على قياسات "الحالة الثابتة" (تسمى أحيانًا "مستقرة" في حقل البيروفسكيت ، على الرغم من أن هذا يتعارض مع الاستخدام في مناطق أخرى من الخلايا الكهروضوئية). إلى جانب التقنيات الناشئة الأخرى ، قد لا تظهر خلايا البيروفسكايت نفس مستوى الثبات الذي تتمتع به الخلايا التقليدية ، مع ثبات خلايا البيروفسكايت التي نوقشت في مكان آخر. 67 ، 68
أما "الاستثناء الملحوظ" الجديد الثالث في الجدول 2 فهو 13.3٪ في مساحة صغيرة للغاية تبلغ 0.04 سم 2 من الخلايا الشمسية العضوية التي صنعتها جامعة جنوب الصين وجامعة وسط الجنوب 34 وقاسها في المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL). تتم مناقشة استقرار الخلايا الشمسية العضوية في مكان آخر 69 ، 70 مع مساحة الخلية مرة أخرى صغيرة للغاية لتصنيف كسجل صريح.
تم الإبلاغ عن ثلاث نتائج جديدة في الجدول 3 فيما يتعلق بأحد الأجهزة متعددة الوصلات. الأول هو 23.3٪ لجهاز مترابط واحد طوله 1 سم وثلاثة تقاطع وجهاز GaInP / GaAs / Si مترادف ثنائي الطرف (متجانسة ومتحولة ونمو مباشر) تم تصنيعه وقياسه بواسطة معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية. 39
تشير النتيجة الجديدة الثانية إلى إظهار كفاءة بنسبة 27.3٪ في تقاطع مترابط واحد لكل من البيروفسكايت / السيليكون مترابط ، وجهازان طرفيان ملفوفان بواسطة Oxford PV 40 وقياس مرة أخرى بواسطة معهد فراونهوفر لنظام الطاقة الشمسية. لاحظ أن هذه الكفاءة تتجاوز الآن أعلى كفاءة لخلية السيليكون أحادية الوصلات (الجدول 1 ) ، على الرغم من وجودها في منطقة أصغر بكثير.
يتم تضمين نتيجة جديدة ثالثة للجدول 3 كخلية متعددة الوصلات "استثناء ملحوظًا". تم قياس كفاءة بنسبة 37.8٪ من أجل تقاطع مترابط واحد ثلاثي الأبعاد GaInP / GaAs / GaInAs بحجم 1، سم ، وخلية طرفية ثنائية النواة مصنعة بواسطة أجهزة Microlink 44 ويقاس في NREL. الميزة البارزة لهذا الجهاز هي أنه تم تصنيعه باستخدام أداة رفع الفوقي من الركيزة التي يمكن إعادة استخدامها. 44
تظهر نتيجتان جديدتان في الجدول 5 ("الخلايا والوحدات المركزة"). الأول هو كفاءة 30.5 ٪ لخلية مكثف GaAs تقاطع واحد ملفقة وقياس NREL.
والثاني هو "استثناء ملحوظ". تم الإبلاغ عن كفاءة بنسبة 41.4٪ لوحدة صغيرة مركزة تبلغ 122 سم 2 تتكون من 10 عدسات acromatic زجاجية و 10 GaInP / GaAs مرتبط بسكويت الويفر ، وخلايا GaInAsP / GaInAs 4 cells للخلايا الشمسية ملفقة وقياس بواسطة FhG-ISE. هذا هو أعلى كفاءة تقاس لمثل هذه الوحدة المكثف مترابطة.
أطياف EQE لنتائج خلايا GaAs و CZTSSe الجديدة المبلغ عنها في العدد الحالي من هذه الجداول موضحة في الشكل 1 أ ، حيث يوضح الشكل 1 ب منحنيات الكثافة الحالية للجهد (JV) لنفس الأجهزة. يوضح الشكل 2 أ EQ لخلية OPV الجديدة ونتائج وحدة perovskite مع إظهار الشكل 2 B منحنيات JV الحالية. يوضح الشكل 3 أ ، ب منحنيي EQE و JV المطابقين للوصلتين الجديدتين ، نتائج الخلية الطرفية.
A ، كفاءة الكم الخارجية (EQE) لنتائج خلايا GaAs و CZTSSe الجديدة المبلغ عنها في هذه المشكلة ؛ B ، منحنيات الكثافة الحالية ذات الجهد الكهربي (JV) لنفس الأجهزة [يمكن رؤية الشكل الملون في wileyonlinelibrary.com ] 
A ، كفاءة الكم الخارجية (EQE) لنتائج OPV وخلايا البيروفسكايت الجديدة المبلغ عنها في هذه المشكلة ؛ B ، منحنيات الكثافة الحالية ذات الجهد الكهربي (JV) [يمكن رؤية الشكل الملون في wileyonlinelibrary.com ] 
A ، كفاءة الكم الخارجية (EQE) لنتائج الخلية متعددة الوصلات الجديدة المبلغ عنها في هذه المشكلة (تم تطبيع بعض النتائج) ؛ B ، منحنيات الكثافة الحالية ذات الجهد الكهربي (JV) [يمكن رؤية الشكل الملون على wileyonlinelibrary.com ] 3 إخلاء المسؤولية
بينما يتم توفير المعلومات الواردة في الجداول بحسن نية ، لا يمكن للمؤلفين والمحررين والناشرين قبول المسؤولية المباشرة عن أي أخطاء أو سهو.
إعتراف
بدأ المركز الأسترالي لتقنية الطاقة الضوئية المتقدمة عمله في فبراير 2013 بدعم من الحكومة الأسترالية من خلال الوكالة الأسترالية للطاقة المتجددة (ARENA). لا تتحمل الحكومة الأسترالية مسؤولية الآراء أو المعلومات أو المشورة الواردة في هذه الوثيقة. تم دعم عمل D. Levi من قبل وزارة الطاقة الأمريكية بموجب العقد رقم DE ‐ AC36‐08 ‐ GO28308 مع المختبر الوطني للطاقة المتجددة. تم دعم العمل في AIST جزئيًا من قبل منظمة تطوير الطاقة والتكنولوجيا الصناعية اليابانية الجديدة (NEDO) التابعة لوزارة الاقتصاد والتجارة والصناعة (METI).
