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1. INTRODUÇÃO
Desde janeiro de 1993, “ Progress in Photovoltaics ” publicou seis listas mensais das mais altas eficiências confirmadas para uma série de tecnologias de células e módulos fotovoltaicos. 1 - 3 Ao fornecer diretrizes para a inclusão de resultados nessas tabelas, isso não apenas fornece um resumo oficial do atual estado da arte, mas também incentiva os pesquisadores a buscar confirmação independente dos resultados e a relatar os resultados de maneira padronizada. Na versão 33 dessas tabelas, 3 resultados foram atualizados para o novo espectro de referência internacionalmente aceito (International Electrotechnical Commission IEC 60904-3, Ed. 2, 2008).
O critério mais importante para a inclusão de resultados nas tabelas é que eles devem ter sido medidos independentemente por um centro de testes reconhecido listado em outro lugar. 2 É feita uma distinção entre três diferentes definições elegíveis de área de célula: área total, área de abertura e área de iluminação designada, como também definido em outro local 2 (observe que, se for usado mascaramento, as máscaras devem ter uma geometria de abertura simples, como quadrado , retangular ou circular). As eficiências de “área ativa” não estão incluídas. Existem também certos valores mínimos da área procurada para os diferentes tipos de dispositivos (acima de 0.05 cm 2 para uma célula concentradora, 1 cm 2 para uma célula solar, 800 cm 2 para um módulo e 200 cm 2 para um submódulo ).
Os resultados são relatados para células e módulos feitos de semicondutores diferentes e para subcategorias dentro de cada agrupamento de semicondutores (por exemplo, cristalino, policristalino e filme fino). A partir da versão 36, a informação de resposta espectral é incluída (quando possível) na forma de um gráfico da eficiência quântica externa (EQE) versus o comprimento de onda, como valores absolutos ou normalizados para o valor medido de pico. Curvas de corrente-tensão (IV) também foram incluídas, sempre que possível, a partir da versão 38 em diante. Um resumo gráfico do progresso durante os primeiros 25 anos durante os quais as tabelas foram publicadas foi incluído na versão 51. 2
Os resultados mais altos confirmados da célula e do módulo “um sol” são reportados nas Tabelas 1-4 . Quaisquer alterações nas tabelas daquelas publicadas anteriormente 1 são configuradas em negrito. Na maioria dos casos, é fornecida uma referência bibliográfica que descreve o resultado relatado ou um resultado semelhante (os leitores que identificam referências aprimoradas são bem-vindos para enviar ao autor principal). A Tabela 1 resume as medições mais bem relatadas para células e submódulos de junção única “sem sol” (sem concentrador).
Tabela 1. Eficiências confirmadas de célula terrestre e submódulo de junção única medidos sob o espectro global AM1.5 (1000 W / m 2 ) a 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G – 173‐03 global) | Classificação | Eficiência,% | Área, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm 2 | Fator de preenchimento, % | Centro de testes (data) | Descrição |
|---|
| Silício |
| Si (célula cristalina) | 26,7 ± 0,5 | 79,0 (da) | 0,738 | 42,65 a | 84,9 | AIST (3/17) | Kaneka, IBC traseiro do tipo n 4 |
| Si (célula multicristalina) | 22,3 ± 0,4 b | 3,923 (ap) | 0,6742 | 41,08 c | 80,5 | FGH-ISE (8/17) | FHG-ISE, tipo 5 |
| Si (submódulo de transferência fina) | 21,2 ± 0,4 | 239,7 (ap) | 0,687 d | 38,50 d , e | 80,3 | NREL (4/14) | Solexel (35 μm de espessura) 6 |
| Si (minimodule de filme fino) | 10,5 ± 0,3 | 94,0 (ap) | 0,492 d | 29,7 d , f | 72,1 | FGH-ISE (8/07) | CSG Solar (<2 μm="" no="" vidro)="">7 |
| Células III-V |
| GaAs (célula de filme fino) | 29,1 ± 0,6 | 0,998 (ap) | 1,1272 | 29,78 g | 86,7 | FGH-ISE (10/18) | Dispositivos Alta 8 |
| GaAs (multicristalino) | 18,4 ± 0,5 | 4,011 (t) | 0,994 | 23,2 | 79,7 | NREL (11/95) | RTI, substrato 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 |
| Calcogeneto de filme fino |
| CIGS (celular) | 22,9 ± 0,5 | 1,041 (da) | 0,744 | 38,77 horas | 79,5 | AIST (11/17) | Fronteira Solar 11 , 12 |
| CdTe (célula) | 21,0 ± 0,4 | 1,0623 (ap) | 0,8759 | 30,25 e | 79,4 | Newport (8/14) | Primeiro Solar, no vidro 13 |
| CZTSSe (célula) | 11,3 ± 0,3 | 1,1761 (da) | 0,5333 | 33,57 g | 63,0 | Newport (10/18) | DGIST, Coreia 14 |
| CZTS (célula) | 10,0 ± 0,2 | 1,113 (d) | 0,7083 | 21,77 a | 65,1 | NREL (3/17) | UNSW 15 |
| Amorfo / microcristalino |
| Si (célula amorfa) | 10,2 ± 0,3 i, b | 1,001 (d) | 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 |
| Perovskite |
| Perovskita (celular) | 20,9 ± 0,7 i , j | 0,991 (d) | 1,125 | 24,92 c | 74,5 | Newport (7/17) | KRICT 17 |
| Perovskite (minimodule) | 17,25 ± 0,6 j, l | 17,277 (da) | 1,070 d | 20,66 d , h | 78,1 | Newport (5/18) | Microquanta, 7 células seriais 18 |
| Perovskite (submódulo) | 11,7 ± 0,4 i | 703 (da) | 1,073 d | 14,36 d , h | 75,8 | AIST (3/18) | Toshiba, 44 células seriais 19 |
| Corante sensibilizado |
| Corante (celular) | 11,9 ± 0,4 j , k | 1,005 (da) | 0,744 | 22,47 n | 71,2 | AIST (9/12) | Afiada 20 |
| Corante (minimodule) | 10,7 ± 0,4 j , l | 26,55 (da) | 0,754 d | 20,19 dias | 69,9 | AIST (2/15) | Sharp, 7 células seriais 21 |
| Corante (submódulo) | 8,8 ± 0,3 j | 398,8 (da) | 0,697 d | 18,42 d , p | 68,7 | AIST (9/12) | Afiada, 26 células seriais 22 |
| Orgânico |
| Orgânico (celular) | 11,2 ± 0,3 q | 0,992 (da) | 0,780 | 19,30 e | 74,2 | AIST (10/15) | Toshiba 23 |
| Orgânico (minimodule) | 9,7 ± 0,3 q | 26,14 (da) | 0,806 d | 16,47 d, o | 73,2 | AIST (2/15) | Toshiba (células da série 8) 23 |
Abreviações: AIST, Instituto Nacional Japonês de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada; (ap), área de abertura; a-Si, silício amorfo / hidrogênio; CIGS, CuIn 1 e Ga y Se 2 ; CZTS, Cu 2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4-y Se y ; (da), área de iluminação designada; FhG-ISE, Instituto Fraunhofer para Solare Energiesysteme; nc-Si, silício nanocristalino ou microcristalino; (t), área total.
uma resposta espectral e curva de voltagem atual informada na versão 50 dessas tabelas.
b Não medido em um laboratório externo.
c Resposta espectral e curva de tensão atual indicadas na versão 51 destas tabelas.
d Relatado em uma base "por célula".
e Respostas espectrais e curva de voltagem atual informadas na versão 45 dessas tabelas.
f Recalibrado a partir da medição original.
g Resposta espectral e curva de tensão atual informadas na presente versão dessas tabelas.
h Resposta espectral e curva de tensão atual informada na versão 52 destas tabelas.
i Estabilizado por exposição a 1000 h a 1 luz do sol a 50 ° C
j Desempenho inicial. Referências 67 , 68 revisam a estabilidade de dispositivos semelhantes.
k Média de varreduras direta e reversa a 150 mV / s (histerese ± 0,26%).
l Medido usando varredura de 13 pontos IV com polarização constante até dados constantes no nível de 0,05%.
m eficiência inicial. A referência 71 analisa a estabilidade de dispositivos semelhantes.
Resposta espectral e curva de voltagem atual informadas na Versão 41 destas tabelas.
o Resposta espectral e curva de voltagem atual informadas na Versão 46 destas tabelas.
p Resposta espectral e curva de tensão atual indicadas na versão 43 destas tabelas.
q Desempenho inicial. Referências 69 , 70 revisam a estabilidade de dispositivos semelhantes.
Tabela 2. “Exceções notáveis” para células e submódulos de junção única: “Top dúzia” de resultados confirmados, não de registros de classe, medidos no espectro global AM1.5 (1000 Wm −2 ) a 25 ° C (IEC 60904–3: 2008, ASTM G ‐ 173‐03 global) | Classificação | Eficiência,% | Área, cm 2 | V oc , V | J sc , mA / cm 2 | Fator de preenchimento, % | Centro de testes (data) | Descrição |
|---|
| Células (silício) |
| Si (cristalino) | 25,0 ± 0,5 | 4,00 (día) | 0,706 | 42,7 a | 82,8 | Sandia (3/99) b | UNSW tipo-p PERC top / contatos traseiros 24 |
| Si (cristalino) | 25,8 ± 0,5 c | 4,008 (da) | 0,7241 | 42,87 d | 83,1 | FGH-ISE (7/17) | FhG-ISE, contatos superior / traseiro do tipo n 25 |
| Si (cristalino) | 26,1 ± 0,3 c | 3,9857 (da) | 0,7266 | 42,62 e | 84,3 | ISFH (2/18) | ISFH, IBC traseiro tipo p 26 |
| Si (grande) | 26,6 ± 0,5 | 179,74 (da) | 0,7403 | 42,5 f | 84,7 | FGH-ISE (11/16) | Kaneka, IBC traseiro do tipo n 4 |
| Si (multicristalino) | 22,0 ± 0,4 | 245,83 (t) | 0,6717 | 40,55 d | 80,9 | FGH-ISE (9/17) | Jinko solar, grande tipo p 27 |
| Células (III-V) |
| GaInP | 21,4 ± 0,3 | 0,2504 (ap) | 1,4932 | 16,31 g | 87,7 | NREL (9/16) | Eletrônica LG, alta bandgap 28 |
| GaInAsP / GaInAs | 32,6 ± 1,4 c | 0,248 (ap) | 2,024 | 19,51 d | 82,5 | NREL (10/17) | NREL, em tandem monolítico 29 |
| Células (calcogeneto) |
| CdTe (filme fino) | 22,1 ± 0,5 | 0,4798 (da) | 0,8872 | 31,69 h | 78,5 | Newport (11/15) | Primeiro solar no vidro 30 |
| CZTSSe (filme fino) | 12,6 ± 0,3 | 0,4209 (ap) | 0,5134 | 35,21 i | 69,8 | Newport (7/13) | Solução IBM cresceu 31 |
| CZTSSe (filme fino) | 12,6 ± 0,3 | 0,4804 (da) | 0,5411 | 35,39 | 65,9 | Newport (10/18) | DGIST, Coreia 14 |
| CZTS (filme fino) | 11,0 ± 0,2 | 0,2339 (da) | 0,7306 | 21,74 f | 69,3 | NREL (3/17) | UNSW no vidro 32 |
| Células (outras) |
| Perovskita (filme fino) | 23,7 ± 0,8 j , k | 0,0739 (ap) | 1.1697 | 25,40 l | 79,8 | Newport (9/18) | ISCAS, Pequim 33 |
| Orgânico (filme fino) | 15,6 ± 0,2 m | 0,4113 (da) | 0,8381 | 25,03 l | 74,5 | NREL (11/18) | Sth China U. - Central Sth U. 34 |
Abreviações: AIST, Instituto Nacional Japonês de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada; (ap), área de abertura; CIGSSe, CUInGaSSe; CZTS, Cu 2 ZnSnS 4 ; CZTSSe, Cu 2 ZnSnS 4-y Se y ; (da), área de iluminação designada; FhG ‐ ISE, Fraunhofer ‐ Institut für Solare Energiesysteme; ISFH, Instituto de Pesquisa de Energia Solar, Hamelin; NREL, Laboratório Nacional de Energias Renováveis; (t), área total.
uma resposta espectral relatada na versão 36 dessas tabelas.
b Recalibrado a partir da medição original.
c Não medido em um laboratório externo.
Resposta espectral e curvas de voltagem de corrente indicadas na Versão 51 destas tabelas.
e Resposta espectral e curva de tensão atual informada na versão 52 dessas tabelas.
f Curvas de resposta espectral e de corrente indicadas na versão 50 dessas tabelas.
g Resposta espectral e curvas de voltagem de corrente indicadas na Versão 49 destas tabelas.
h Resposta espectral e / ou curvas de tensão reportadas na Versão 46 destas tabelas.
i Curvas de resposta espectral e de corrente indicadas na versão 44 dessas tabelas.
j Estabilidade não investigada. Referências 69 , 70 estabilidade do documento de dispositivos semelhantes.
k Medido usando varredura de 13 pontos IV com polarização de tensão constante até a corrente ser determinada como imutável.
l Resposta espectral e curva de tensão atual informadas na presente versão dessas tabelas.
m Estabilidade de longo prazo não investigada. Referências 69 , 70 estabilidade do documento de dispositivos semelhantes.
Tabela 3. Eficiências confirmadas de célula terrestre e submódulo de junção múltipla medidas sob o espectro global AM1.5 (1000 W / m 2 ) a 25 ° C (IEC 60904‐3: 2008, ASTM G – 173‐03 global) | Classificação | Eficiência,% | Área, cm 2 | Voc, V | Jsc, mA / cm 2 | Fator de preenchimento, % | Centro de testes (data) | Descrição |
|---|
| Multijunções III-V |
| 5 células de junção (coladas) | 38,8 ± 1,2 | 1,021 (ap) | 4,776 | 9,564 | 85,2 | NREL (7/13) | Spectrolab, 2 terminais 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) | Sharp, 2 term. 36 |
| GaInP / GaAs (monolítico) | 32,8 ± 1,4 | 1.000 (ap) | 2,568 | 14,56 b | 87,7 | NREL (9/17) | Eletrônica LG, 2 term. |
| Multijunções com c ‐ Si |
| GaInP / GaAs / Si (pilha mecânica) | 35,9 ± 0,5 c | 1,002 (d) | 2,52 / 0,681 | 13,6 / 11,0 | 87,5 / 78,5 | NREL (2/17) | NREL / CSEM / EPFL, 4 termos. 37 |
| GaInP / GaAs / Si (bolacha ligada) | 33,3 ± 1,2 c | 3,984 (ap) | 3,127 b | 12,7 b | 83,5 | FGH-ISE (8/17) | Fraunhofer ISE, 2 termos. 38 |
| GaInP / GaAs / Si (monolítico) | 22,3 ± 0,8 c | 0,994 (ap) | 2,619 | 10,0 d | 85,0 | FGH-ISE (10/18) | Fraunhofer ISE, 2 termos. 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 (Pilha Mecânica) | 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 termos. 37 |
| Perovskita / Si (monolítico) | 27,3 ± 0,8 f | 1,090 (d) | 1,813 | 19,99 d | 75,4 | FGH-ISE (6/18) | Oxford PV 40 |
| GaInP / GaInAs / Ge, Si (minimodulo de divisão 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 termos. 41 |
| Multijunções a Si / nc Si |
| a-Si / nc-Si / nc-Si (filme fino) | 14,0 ± 0,4 g , c | 1,045 (da) | 1,922 | 9,94 h | 73,4 | AIST (5/16) | AIST, 2 termos. 42 |
| a-Si / nc-Si (célula de filme fino) | 12,7 ± 0,4 g , c | 1.000 (d) | 1,342 | 13,45 i | 70,2 | AIST (10/14) | AIST, 2 termos. 16 |
| Exceção notavel |
| Perovskite / CIGS j | 22,4 ± 1,9 f | 0,042 (da) | 1,774 | 17,3 g | 73,1 | NREL (11/17) | UCLA, 2 termos. 43 |
| GaInP / GaAs / GaInAs | 37,8 ± 1,4 | 0,998 (ap) | 3,013 | 14,6 d | 85,8 | NREL (1/18) | Microlink (ELO) 44 |
Abreviações: AIST, Instituto Nacional Japonês de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada; (ap), área de abertura; a-Si, silício amorfo / hidrogênio; (da), área de iluminação designada; FhG-ISE, Instituto Fraunhofer para Solare Energiesysteme; nc-Si, silício nanocristalino ou microcristalino; (t), área total.
uma resposta espectral e curva de voltagem atual informada na versão 42 dessas tabelas.
b Resposta espectral e curva de tensão atual informadas na Versão 51 destas tabelas.
c Não medido em um laboratório externo.
d Resposta espectral e curva de tensão atual informadas na presente versão dessas tabelas.
e Resposta espectral e curva de voltagem de corrente informada na Versão 50 ou 52 destas tabelas.
f Eficiência inicial. Referências 67 , 68 revisam a estabilidade de dispositivos similares baseados em perovskita.
g Estabilizado por exposição a 1000 h a 1 luz do sol a 50 ° C
h Resposta espectral e curva de tensão atual indicadas na versão 49 destas tabelas.
i Respostas espectrais e curva de tensão atual informadas na versão 45 dessas tabelas.
j Área muito pequena para se qualificar como registro de classe.
Tabela 4. Eficiências confirmadas do módulo terrestre medidas sob o espectro global AM1.5 (1000 W / m 2 ) a uma temperatura de célula de 25 ° C (IEC 60904-3: 2008, ASTM G-173-03 global) | Classificação | Effic.,% | Área, cm 2 | V oc , V | Eu sc , A | FF,% | Centro de testes (data) | Descrição |
|---|
| Si (cristalino) | 24,4 ± 0,5 | 13177 (da) | 79,5 | 5,04 a | 80,1 | AIST (9/16) | Kaneka (108 células) 4 |
| Si (multicristalino) | 19,9 ± 0,4 | 15143 (ap) | 78,87 | 4,795 a | 79,5 | FGH-ISE (10/16) | Trina solar (120 células) 45 |
| GaAs (filme fino) | 25,1 ± 0,8 | 866,45 (ap) | 11,08 | 2,303 b | 85,3 | NREL (11/17) | Dispositivos Alta 46 |
| CIGS (livre de CD) | 19,2 ± 0,5 | 841 (ap) | 48,0 | 0,456 b | 73,7 | AIST (1/17) | Fronteira solar (70 células) 47 |
| CdTe (filme fino) | 18,6 ± 0,5 | 7038,8 (da) | 110,6 | 1,533 d | 74,2 | NREL (4/15) | Primeiro solar, monolítico 48 |
| a-Si / nc-Si (em tandem) | 12,3 ± 0,3 f | 14322 (t) | 280,1 | 0,902 f | 69,9 | ESTI (9/14) | TEL Solar, Laboratórios de Trubbach 49 |
| Perovskite | 11,6 ± 0,4 g | 802 (d) | 23,79 | 0,577 horas | 68,0 | AIST (4/18) | Toshiba (22 células) 19 |
| Orgânico | 8,7 ± 0,3 g | 802 (d) | 17,47 | 0,569 d | 70,4 | AIST (5/14) | Toshiba 23 |
| Multijunção |
| InGaP / GaAs / InGaAs | 31,2 ± 1,2 | 968 (da) | 23,95 | 1.506 | 83,6 | AIST (2/16) | Sharp (32 células) 50 |
| Exceção notavel |
| CIGS (grande) | 15,7 ± 0,5 | 9703 (ap) | 28,24 | 7,254 i | 72,5 | NREL (11/10) | Miasole 51 |
Abreviaturas: (ap), área de abertura; a-Si, silício amorfo / hidrogênio; a SiGe, silício amorfo / germânio / liga de hidrogênio; CIGSS, CuInGaSSe; (da), área de iluminação designada; Eficácia, eficiência; FF, fator de preenchimento; nc-Si, silício nanocristalino ou microcristalino; (t), área total.
uma resposta espectral e curva de tensão de corrente informada na versão 49 dessas tabelas.
b Resposta espectral e curva de tensão atual indicadas na Versão 50 ou 51 destas tabelas.
c Resposta espectral e / ou curva de tensão atual informada na Versão 47 destas tabelas.
d Resposta espectral e curva de tensão atual informadas na versão 45 dessas tabelas.
e Estabilizou no fabricante o nível de 2% após o procedimento IEC de medições repetidas.
f Resposta espectral e / ou curva de tensão atual informada na versão 46 destas tabelas.
g Desempenho inicial. Referências 67 , 70 revisam a estabilidade de dispositivos semelhantes.
h Resposta espectral e curva de tensão atual informadas na presente versão dessas tabelas.
i Resposta espectral relatada na versão 37 dessas tabelas.
A Tabela 2 contém o que pode ser descrito como “exceções notáveis” para células e submódulos de junção única de “um sol” na categoria acima. Embora não estejam em conformidade com os requisitos para serem reconhecidos como um registro de classe, os dispositivos na Tabela 2 têm características notáveis que serão de interesse para seções da comunidade fotovoltaica, com entradas baseadas em sua significância e atualidade. Para encorajar a discriminação, a tabela está limitada a 12 inscrições, com os autores presentes votando em suas preferências de inclusão. Os leitores que tiverem sugestões de exceções notáveis para inclusão nesta ou nas tabelas subseqüentes podem entrar em contato com qualquer um dos autores com todos os detalhes. Sugestões em conformidade com as diretrizes serão incluídas na lista de votação para uma edição futura.
A Tabela 3 foi introduzida pela primeira vez na Versão 49 destas tabelas e resume o número crescente de resultados de célula e submódulo envolvendo dispositivos de junção múltipla de alta eficiência e um sol (anteriormente relatados na Tabela 1 ). A Tabela 4 mostra os melhores resultados para módulos de sol único, junção única e múltipla, enquanto a Tabela 5 mostra os melhores resultados para células concentradoras e módulos concentradores. Um pequeno número de “exceções notáveis” também está incluído nas tabelas 3-5 .
Tabela 5. Eficiência de célula e módulo de concentrador terrestre medida sob o espectro AM1.5 de feixe direto ASTM G-173-03 a uma temperatura de célula de 25 ° C | Classificação | Effic.,% | Área, cm 2 | Intensidade a , sóis | Centro de testes (data) | Descrição |
|---|
| Células individuais |
| GaAs | 30,5 ± 1,0 b | 0,10043 (da) | 258 | NREL (10/18) | NREL, 1 junção |
| Si | 27,6 ± 1,2 c | 1,00 (día) | 92 | FGH-ISE (11/04) | Amonix back-contact 52 |
| CIGS (filme fino) | 23,3 ± 1,2 d , e | 0,09902 (ap) | 15 | NREL (3/14) | NREL 53 |
| Células Multijunções |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs | 46,0 ± 2,2 f | 0,0520 (da) | 508 | AIST (10/14) | Soitec / CEA / FhG-ISE 4j ligado 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 | FGH-ISE (4/13) | Sharp, 3j invertido metamórfico 56 |
| GaInAsP / GaInAs | 35,5 ± 1,2 i , d | 0,10031 (da) | 38 | NREL (10/17) | Junção NREL 2 (2j) |
| Minimódulo |
| GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs | 43,4 ± 2,4 d , j | 18,2 (ap) | 340 k | FGH-ISE (7/15) | Fraunhofer ISE 4j (lente / célula) 57 |
| Submódulo |
| GaInP / GaInAs / Ge, Si | 40,6 ± 2,0 j | 287 (ap) | 365 | NREL (4/16) | Espectro dividido UNSW 4j 58 |
| Módulos |
| Si | 20,5 ± 0,8 d | 1875 (ap) | 79 | Sandia (4/89) l | Sandia / UNSW / ENTECH (12 células) 59 |
| Três junções (3j) | 35,9 ± 1,8 m | 1092 (ap) | N / D | NREL (8/13) | Amonix 60 |
| Quatro junções (4j) | 38,9 ± 2,5 n | 812,3 (ap) | 333 | FGH-ISE (4/15) | Soitec 61 |
| “Exceções notáveis” |
| Si (área grande) | 21,7 ± 0,7 | 20,0 (da) | 11 | Sandia (9/90) k | Sulcador a laser UNSW 62 |
| Minimódulo Luminescente | 7,1 ± 0,2 | 25 (ap) | 2,5 k | ESTI (9/08) | Células ECN Petten, GaAs 63 |
| 4j minimodule | 41,4 ± 2,6 d | 121,8 (ap) | 230 | FGH-ISE (9/18) | FhG-ISE, 10 células 57 |
Abreviaturas: (ap), área de abertura; CIGS, CuInGaSe 2 ; (da), área de iluminação designada; Eficácia, eficiência; FhG ‐ ISE, Fraunhofer ‐ Institut für Solare Energiesysteme; NREL, Laboratório Nacional de Energias Renováveis.
Um sol corresponde à irradiância direta de 1000 Wm -2 .
b Resposta espectral e curva de tensão atual informadas na presente versão dessas tabelas.
c Medido sob um espectro de baixa profundidade de aerossol óptico semelhante ao ASTM G-173-03 direta 72 .
d Não medido em um laboratório externo.
e Resposta espectral e curva de tensão atual informadas na versão 44 dessas tabelas.
f Resposta espectral e curva de tensão atual indicadas na versão 45 destas tabelas.
g Resposta espectral e curva de tensão atual informadas na Versão 46 destas tabelas.
h Resposta espectral e curva de tensão atual indicadas na versão 42 destas tabelas.
i Resposta espectral e curva de tensão atual indicadas na versão 51 destas tabelas.
j Determinado pelas condições de referência do IEC 62670-1 CSTC.
k Concentração geométrica.
l Recalibrado da medida original.
m Referenciado a irradiância direta de 1000 W / m 2 e temperatura de célula de 25 ° C usando o espectro solar predominante e um procedimento interno para conversão de temperatura.
n Medido sob as condições de referência da IEC 62670‐1, seguindo o atual projeto de potência IEC 62670‐3.
2 NOVOS RESULTADOS
Dez novos resultados são relatados na versão atual dessas tabelas. O primeiro novo resultado na Tabela 1 (células de um sol) representa um registro imediato para qualquer célula solar de junção única. Uma eficiência de 29,1% foi medida para uma célula de GaAs de 1 cm 2 fabricada pela Alta Devices 8 e medida no Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (FhG-ISE).
O segundo novo resultado é uma eficiência de 11,3% medida para uma célula solar de 1,2 cm 2 CZTSSe (Cu 2 ZnSnS x Se 4x) fabricada pelo Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk (DGIST), Coréia 14 e medida pelo Newport. Laboratório PV.
O primeiro de três novos resultados na Tabela 2 (exceções notáveis de um sol) é igual ao registro anterior para uma célula CZTSSe de área pequena. Uma eficiência de 12,6% foi medida também em Newport para uma célula de 0,48 cm2 novamente fabricada por DGIST. A área de células é muito pequena para classificação como um registro imediato, com alvos de eficiência de células solares em programas de pesquisa governamentais geralmente especificados em termos de uma área de célula de 1 cm 2 ou maior. 64 - 66
O segundo novo resultado na Tabela 2 representa um novo recorde para uma célula solar de perovskita de halogeneto de Pb, com uma eficiência de 23,7% confirmada para uma pequena área de 0,07 cm2 de célula fabricada pelo Instituto de Semicondutores da Academia Chinesa de Ciências (ISCAS). ), Pequim 33 e medido em Newport.
Para as células de perovskita, as tabelas agora aceitam resultados com base em medições “quase em estado estacionário” (algumas vezes chamadas de “stablilised” no campo da perovskita, embora isso entre em conflito com o uso em outras áreas da energia fotovoltaica). Juntamente com outras tecnologias emergentes, as células de perovskita podem não demonstrar o mesmo nível de estabilidade que as células convencionais, com a estabilidade das células da perovskita discutida em outros lugares. 67 , 68
Uma terceira “exceção notável” na Tabela 2 é de 13,3% para uma célula solar orgânica de 0,04 cm 2 de área muito pequena, fabricada pela South China University e Central South University 34 e medida no National Renewable Energy Laboratory (NREL). A estabilidade das células solares orgânicas é discutida em outros lugares 69 , 70 , com a área celular novamente muito pequena para classificação como um registro imediato.
Três novos resultados são relatados na Tabela 3, relativos a dispositivos multijunções de um sol. O primeiro é de 23,3% para um dispositivo monolítico de 1 cm 2 , três junções, dois terminais GaInP / GaAs / Si (monolítico, metamórfico, crescimento direto) fabricado e medido pelo Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. 39
O segundo novo resultado relata a demonstração de uma eficiência de 27,3% para um dispositivo monolítico de 2 ½ perovsquito / silício monolítico de 1 cm 2 , dispositivo de dois terminais fabricado pela Oxford PV 40 e novamente medido pelo Fraunhofer Institute for Solar Energy System. Observe que essa eficiência agora excede a maior eficiência para uma célula de silício de junção única (Tabela 1 ), embora para um dispositivo de área muito menor.
Um terceiro novo resultado para a Tabela 3 é incluído como uma célula multijuntiva “notável exceção”. Uma eficiência de 37,8% foi medida para uma célula monolítica de três junções de 1 cm 2 GaInP / GaAs / GaInAs fabricada pela Microlink Devices . e medido em NREL. A característica notável deste dispositivo é que ele foi fabricado usando o levantamento epitaxial de um substrato que pode ser reutilizado. 44
Dois novos resultados aparecem na Tabela 5 (“células concentradoras e módulos”). A primeira é a eficiência de 30,5% para uma célula concentradora GaAs de junção única fabricada e medida por NREL.
A segunda é uma "exceção notável". Uma eficiência de 41,4% é relatada para um minimódulo de concentrador de 122 cm 2 consistindo de 10 lentes de vidro acromatico e 10 células solares de junção GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs fabricadas e medidas por FhG-ISE. Essa é a maior eficiência medida para um módulo concentrador interconectado.
Os espectros de EQE para os novos resultados de células GaAs e CZTSSe relatados na presente edição dessas tabelas são mostrados na Figura 1 A, com a Figura 1 B mostrando as curvas de densidade de tensão de corrente (JV) para os mesmos dispositivos. A Figura 2 A mostra o EQE dos resultados do novo módulo de célula e perovskita OPV com a Figura 2 B mostrando suas curvas JV atuais. A Figura 3 A, B mostra as curvas EQE e JV correspondentes para os novos resultados da célula de dois terminais e dois terminais.
A, eficiência quântica externa (EQE) para os novos resultados de células GaAs e CZTSSe relatados nesta edição; B, curvas de densidade de tensão de corrente (JV) correspondentes para os mesmos dispositivos [Figura colorida pode ser visualizada em wileyonlinelibrary.com ] 
A, eficiência quântica externa (EQE) para os novos resultados de células OPV e perovskita relatados nesta edição; B, curvas correspondentes de densidade de tensão de corrente (JV) [Figura colorida pode ser visualizada em wileyonlinelibrary.com ] 
A, eficiência quântica externa (EQE) para os novos resultados de células multijunções relatados nesta edição (alguns resultados normalizados); B, curvas de densidade de tensão de corrente (JV) correspondentes [A figura da cor pode ser visualizada em wileyonlinelibrary.com ] 3 AVISO LEGAL
Embora as informações fornecidas nas tabelas sejam fornecidas de boa fé, os autores, editores e editores não podem aceitar responsabilidade direta por quaisquer erros ou omissões.
RECONHECIMENTO
O Centro Australiano de Fotovoltaicos Avançados começou a operar em fevereiro de 2013 com o apoio do governo australiano através da Agência Australiana de Energia Renovável (ARENA). O governo australiano não se responsabiliza pelas opiniões, informações ou conselhos expressos neste documento. O trabalho de D. Levi foi apoiado pelo Departamento de Energia dos EUA sob o contrato No. DE-AC36-08-GO28308 com o Laboratório Nacional de Energia Renovável. O trabalho na AIST foi apoiado em parte pela Organização Japonesa de Desenvolvimento de Nova Energia e Tecnologia Industrial (NEDO) no âmbito do Ministério da Economia, Comércio e Indústria (METI).
