Breakdown of the efficiency gap to 29% based on experimental input data and modeling

共发射极 电阻式触摸屏 饱和电流 光电子学 材料科学 太阳能电池 反射(计算机编程) 导电体 光学 计算机科学 电压 电气工程 物理 工程类 复合材料 程序设计语言
作者
Rolf Brendel,Thorsten Dullweber,Robby Peibst,Christopher Kranz,Agnes Merkle,Daniel Walter
出处
期刊:Progress in Photovoltaics [Wiley]
卷期号:24 (12): 1475-1486 被引量:49
标识
DOI:10.1002/pip.2696
摘要

Abstract We demonstrate a procedure for quantifying efficiency gains that treats resistive, recombinative, and optical losses on an equal footing. For this, we apply our conductive boundary model as implemented in the Quokka cell simulator. The generation profile is calculated with a novel analytical light‐trapping model. This model parameterizes the measured reflection spectra and is capable of turning the experimental case gradually into an ideal Lambertian scheme. Simulated and measured short‐circuit current densities agree for our 21.2%‐efficient screen‐printed passivated emitter and rear cell and for our 23.4%‐efficient ion‐implanted laser‐processed interdigitated back‐contacted cell. For the loss analysis of these two cells, we set all experimentally accessible control parameters (e.g., saturation current densities, sheet resistances, and carrier lifetimes) one at a time to ideal values. The efficiency gap to the ultimate limit of 29% is thereby fully explained in terms of both individual improvements and their respective synergistic effects. This approach allows comparing loss structures of different types of solar cells, for example, passivated emitter and rear cell and interdigitated back‐contacted cells. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.
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