Sólarorkuáhrifatöflur (útgáfa 53) Frá www.onlinelibrary.wiley

Frá: www.onlinelibrary.wiley.com

1. INNGANGUR

Frá því í janúar 1993 hefur " Framfarir í ljósvökva " birt sex mánaða skrá yfir hæstu staðfestu virkni fyrir margs konar ljósvirka klefi og einingartækni. 1 - 3 Með því að gefa leiðbeiningar um að niðurstöður séu teknar inn í þessar töflur gefur þetta ekki aðeins opinber yfirlit yfir núverandi ástand, heldur hvetur vísindamenn einnig til að leita sjálfstæðrar staðfestingar á niðurstöðum og tilkynna niðurstöður á stöðluðu verði. Í útgáfu 33 af þessum töflum voru 3 niðurstöður uppfærðar í nýja alþjóðlega viðurkenndum viðmiðunarmörkum (International Electrotechnical Commission IEC 60904-3, 2. útgáfa 2008).

Mikilvægasta viðmiðið við að taka þátt í niðurstöðum í töflurnar er að þau verða að hafa verið sjálfstætt mæld af viðurkenndum prófunarstöð sem er skráð annars staðar. 2 Aðgreining er gerð á milli þrjá mismunandi hæfilegra skilgreininga á klefi svæði: heildarflatarmál, ljósop svæðis og tilnefnt lýsingarvæði, eins og skilgreint er annars staðar 2 (athugið að ef grímur er notaður verður grímur að vera með einfaldan ljósopi, svo sem torg , rétthyrnd eða hringlaga). Virkni "virks svæðis" er ekki innifalinn. Það eru einnig ákveðin lágmarksgildi svæðisins sem leitað er eftir fyrir mismunandi gerðir tækjanna (yfir 0,05 cm 2 fyrir einingarfrumu, 1 cm 2 fyrir einn sól klefi, 800 cm 2 fyrir einingu og 200 cm 2 fyrir "undirgerð" ).

Niðurstöður eru skráðar fyrir frumur og einingar úr mismunandi hálfleiðara og undirflokkum innan hvers hálfleiðarahóps (td kristallað, pólýkristallaður og þunnur filmur). Frá útgáfu 36 og áfram er fylgst með rafsegulsviðsupplýsingum (þegar mögulegt er) í formi lóð á ytri skammtavirkni (EQE) móti bylgjulengd, annaðhvort sem alger gildi eða eðlilegt að hámarki mæld gildi. Núverandi spennu (IV) línur hafa einnig verið innifalin þar sem hægt er frá útgáfu 38 og áfram. Grafísk samantekt um framfarir fyrstu 25 árin þar sem töflurnar hafa verið birtar hafa verið teknar í útgáfu 51. 2

Hæsta staðfest "ein sól" klefi og mátarniðurstöður eru tilgreindar í töflum 1-4 . Allar breytingar á töflunum frá þeim sem áður voru birtar 1 eru settar í feitletraðri gerð. Í flestum tilfellum er vísað til tilvísunar sem lýsir annaðhvort niðurstöðum sem greint er frá eða svipuð niðurstaða (lesendur sem finna til betri tilvísanir eru velkomnir til að leggja fyrir forystuna). Tafla 1 er samantekt á mesta tilkynntu mælingunni fyrir "ein sól" (ekki einbeittu) einingum með einum samskeyti og undirlagi.

Tafla 2 inniheldur það sem hægt er að lýsa sem "athyglisverðar undantekningar" fyrir "ein sól" samskeyti og frumefni í ofangreindum flokki. Þó að þær séu ekki í samræmi við kröfurnar sem eru viðurkennd sem kennslustærð, hafa tækin í töflu 2 mikilvægar eiginleikar sem munu vekja athygli á hlutum ljóssins samfélagsins, með færslum sem byggja á mikilvægi þeirra og tímalengd. Til að hvetja til mismununar er borðið takmörkuð við tilnefnt 12 færslur með núverandi höfundum sem hafa kosið sér óskir þeirra til þátttöku. Lesendur sem hafa tillögur um athyglisverðan undantekning frá því að taka þátt í þessari eða síðari töflum er velkomið að hafa samband við einhverja höfunda með allar upplýsingar. Tillögur í samræmi við leiðbeiningarnar verða að finna á atkvæðalistanum í framtíðinni.

Tafla 3 var fyrst kynnt í útgáfu 49 af þessum töflum og er samantekt á vaxandi fjölda frumna og niðurstöðum úr niðurstöðum sem felur í sér háum skilvirkni, einum sól millibili (áður greint í töflu 1 ). Tafla 4 sýnir bestu niðurstöður fyrir ein sól mát, bæði einn og margfeldi mótum, en Tafla 5 sýnir bestu niðurstöðurnar fyrir einingar frumur og einingar einingar. Lítill fjöldi "athyglisverðra undantekninga" er einnig innifalinn í töflum 3-5 .

2 nýjar niðurstöður

Tíu nýjar niðurstöður eru skráðar í þessari útgáfu af þessum töflum. Fyrsta nýjasta niðurstaðan í töflu 1 (ein sól frumur) táknar beinan plötuna fyrir einfalda sólkerfi. Skilvirkni 29,1% var mæld fyrir 1 cm 2 GaAs klefi sem gerð var af Alta Devices 8 og mæld í Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (FhG-ISE).

Annað nýtt niðurstaða er skilvirkni 11,3% mæld fyrir 1,2 cm 2 CZTSSe (Cu 2 ZnSnS x Se 4 -x) sól klefi sem er búin til af Daegu Gyeongbuk vísinda- og tæknisetrinu (DGIST), Kóreu 14 og mældur af Newport PV rannsóknarstofa.

Fyrsta af þremur nýjum niðurstöðum í töflu 2 (ein sól "athyglisverð undantekning") er jafngildur fyrri skrá fyrir litlu svæði CZTSSe klefi. Skilvirkni 12,6% var mældur einnig í Newport fyrir 0,48 cm 2 klefi sem aftur var framleiddur af DGIST. Cell svæði er of lítill til að vera flokkaður sem bein skrá, með sól klefi skilvirkni markmið í opinberum rannsóknaráætlunum almennt tilgreint hvað varðar klefi svæði 1 cm 2 eða stærri. 64 - 66

Annað nýtt niðurstaða í töflu 2 er nýtt plata fyrir Pb-halide perovskite sólfrumu, með skilvirkni 23,7% staðfest fyrir lítil svæði 0,07 cm 2 klefi sem stofnað var af Institute of Semiconductors í Kínverska Academy of Sciences (ISCAS ), Peking 33 og mæld í Newport.

Fyrir perovskite-frumur, taka töflurnar nú við niðurstöður byggðar á "jafnvægi" mælikvarða (stundum kallað "stablilised" á perovskite sviði, þrátt fyrir að þetta stangist á notkun á öðrum sviðum ljósvökva). Samhliða öðrum nýjum tækni geta perovskítfrumur ekki sýnt fram á sama stöðugleika eins og venjulegir frumur, með stöðugleika perovskite-frumna sem rædd eru annars staðar. 67 , 68

Þriðja nýja "athyglisverða undantekningin" í töflu 2 er 13,3% fyrir mjög lítið svæði 0,04 cm 2 lífrænt sól klefi sem er framleitt af South China University og Central South University 34 og mældur hjá National Renewable Energy Laboratory (NREL). Stöðugleiki lífrænna sólfrumna er rædd annars staðar 69 , 70 með klefi svæði aftur of lítið til að flokkast sem bein skrá.

Í töflu 3 er greint frá þremur nýjum niðurstöðum sem tengjast einum sól, multijunction tæki. Fyrst er 23,3% fyrir 1 cm 2 monolithic, þriggja mót, tvískiptur GaInP / GaAs / Si tandembúnaður (monolithic, metamorphic, direct growth) sem er búið til og mældur af Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. 39

Annað nýtt niðurstaða skýrir sýnileika á skilvirkni 27,3% fyrir 1-cm 2 perovskite / sílikon monolithic tveggja mótum, tvíhliða búnað sem myndað er af Oxford PV 40 og aftur mældur með Fraunhofer Institute for Solar Energy System. Athugaðu að þessi skilvirkni nær nú yfir hæsta skilvirkni fyrir einfalda sílikonfruma (Tafla 1 ), þó fyrir miklu minni svæðisbúnað.

Þriðja nýja niðurstaðan í töflu 3 er innifalinn sem margskonar klefi "athyglisverð undantekning." Skilvirkni 37,8% var mæld fyrir 1-cm 2 GaInP / GaAs / GaInAs monolithic þriggja mótum, tvítengda klefi sem myndaðist af Microlink Devices 44 og mæld við NREL. Athyglisvert á þessu tæki er að það var búið til með því að nota epitaxial lyfta frá hvarfefni sem hægt er að endurnýta. 44

Tvær nýjar niðurstöður koma fram í töflu 5 ("einingarfrumur og einingar"). Í fyrsta lagi er 30,5% skilvirkni fyrir GaAs einangrunarfasa sem sameinast og mældur af NREL.

Annað er "athyglisverð undantekning". Skilvirkni 41,4% er tilkynnt fyrir 122 cm 2 einbeita lágmarksmódel sem samanstendur af 10 glerblönduðum linsum og 10 Wafer-tengdum GaInP / GaAs, GaInAsP / GaInAs 4-mótum sólfrumum sem eru búnar til og mældar með FhG-ISE. Þetta er hæsta skilvirkni mæld fyrir slíkan samtengda einingarþætti.

EQE litrófin fyrir nýjar GaAs og CZTSSe klefi niðurstöðurnar, sem greint er frá í þessari útgáfu þessara tafla, eru sýndar á mynd 1 A, með mynd 1 B sem sýnir núverandi þéttleika spenna (JV) línur fyrir sömu tæki. Mynd 2 A sýnir EQE fyrir nýja OPV klefi og perovskite mát niðurstöður með mynd 2 B sýna núverandi JV línur þeirra. Mynd 3 A, B sýnir samsvarandi EQE og JV línur fyrir nýju tvítengi, tvíhliða frumu niðurstöður.

Mynd 1

Opnaðu í myndaskjánum PowerPoint

A, ytri skammtavirkni (EQE) fyrir nýjar niðurstöður GaAs og CZTSSe frumunnar sem greint er frá í þessu tölublaði; B, samsvarandi núverandi þéttleiki spennu (JV) línur fyrir sömu tæki [Litur mynd má skoða á wileyonlinelibrary.com ]

Mynd 2

Opnaðu í myndaskjánum PowerPoint

A, ytri skammtavirkni (EQE) fyrir nýjar niðurstöður OPV og perovskite frumunnar sem greint er frá í þessu tölublaði; B, samsvarandi núverandi þéttleiki spenna (JV) ferlar [Litur mynd má skoða á wileyonlinelibrary.com ]

Mynd 3

Opnaðu í myndaskjánum PowerPoint

A, Ytri skammtavirkni (EQE) fyrir nýjar fjölhreyfisfrumur sem greint er frá í þessu tölublaði (sumar niðurstöður eru eðlilegar); B, samsvarandi núverandi þéttleiki spenna (JV) ferlar [Litur mynd má skoða á wileyonlinelibrary.com ]

3 FRAMKVÆMD

Þótt upplýsingar sem gefnar eru upp í töflunni séu veittar í góðri trú, geta höfundar, ritstjórar og útgefendur ekki samþykkt beinan ábyrgð á villum eða aðgerðum.

TILKYNNING

Australian Center for Advanced Photovoltaics hóf starfsemi í febrúar 2013 með stuðningi frá Ástralíu ríkisstjórninni í gegnum Australian Renewable Energy Agency (ARENA). Ástralska ríkisstjórnin samþykkir ekki ábyrgð á skoðunum, upplýsingum eða ráðgjöf sem lýst er hér. Verkið af D. Levi var studd af orkuverinu í Bandaríkjunum samkvæmt samningnum nr. DE-AC36-08-GO28308 við National Renewable Energy Laboratory. Starfið hjá AIST var stutt að hluta af japanska nýstofnunar- og iðnaðarþróunarsamvinnustofnuninni (NEDO) undir ráðuneyti Economy, Trade and Industry (METI).