Güneş Hücresi Verimliliği
Karşılaştırma

Enerji dönüşüm verimliliği, elektrik çıktısının gelen ışık gücüne bölünmesiyle ölçülür. Çıktıyı etkileyen faktörler arasında spektral dağılım, gücün uzamsal dağılımı, sıcaklık ve dirençli yük bulunur. IEC standardı 61215, hücrelerin performansını karşılaştırmak için kullanılır ve standart (karasal, ılıman) sıcaklık ve koşullar (STC) etrafında tasarlanmıştır: ışık şiddeti 1 kW / m 2 1,5 AM (hava kütlesi ) yoluyla güneş radyasyonuna yakın bir spektral dağılım ve hücre sıcaklığı 25 °C esas alınır. Dirençli yük, pik veya maksimum güç noktası (MPP) elde edilene kadar değiştirilir. Bu noktadaki güç Watt-pik (Wp) olarak kaydedilir. FV modüllerinin gücünü ve verimliliğini ölçmek için de yine aynı standart kullanılır.
Hava kütlesi enerji çıktısını etkiler. Atmosferin olmadığı uzayda, güneşin ışık spektrumu nispeten filtrelenmez. Bununla birlikte, yeryüzünde hava, gelen ışığı filtreler ve güneş spektrumunu değiştirir. Filtreleme etkisi, uzayda Hava Kütlesi 0 (AM 0) ile Dünya üzerindeki yaklaşık Hava Kütlesi 1,5 arasında değişir. Spektral farklılıkların, söz konusu güneş hücresinin kuantum verimliliği ile çarpılması, verimliliği sağlar. Karasal verimlilikler tipik olarak uzay verimliliğinden daha fazladır. Örneğin, uzaydaki bir silisyum güneş hücresi, AM0'da % 14, yeryüzünde AM1,5'te % 16'lık bir verime sahip olabilir. Bununla birlikte, uzayda gelen fotonların sayısının önemli ölçüde daha fazla olduğunun altı çizilmelidir, bu nedenle güneş hücresi, yakalanan toplam gelen enerjinin azaltılmış yüzdesi ile yukarıda gösterilen daha düşük verime rağmen, uzayda önemli ölçüde daha fazla güç üretebilir.
Güneş hücresi verimliliği, amorf silisyum bazlı güneş hücreleri için % 6'dan çok bağlantılı üretim hücrelerinde % 44.0'a ve hibrit pakete monte edilmiş çoklu kalıplarda % 44.4'e kadar değişmektedir. Ticari olarak temin edilebilen çok kristalli Si güneş hücreleri için güneş hücresi enerji dönüştürme verimlilikleri yaklaşık % 14-19'dur. En yüksek verimli hücreler her zaman en ekonomik olanlar olmamıştır - örneğin, düşük hacimde üretilen galyum arsenid veya indiyum selenid gibi egzotik materyallere dayalı % 30 verimli çok bağlantılı bir hücre, % 8 verimli amorf silisyumdan yüz kat daha pahalı olabilir.
Ancak, güneş enerjisini "artırmanın" bir yolu var. Işık yoğunluğunun artırılmasıyla, tipik olarak fotojenere edilmiş taşıyıcılar artırılarak verimliliği % 15'e kadar artırır. " yoğunlaştırıcı sistemler " adı verilen bu sistemler, yalnızca yüksek verimli GaAs hücrelerinin geliştirilmesinin bir sonucu olarak maliyet açısından rekabetçi hale gelmeye başlamıştır. Yoğunluktaki artış tipik olarak konsantre optikler (lens, mercek vb.) kullanılarak gerçekleştirilir. Tipik bir yoğunlaştırıcı sistemi, güneşin 6–400 katı bir ışık yoğunluğu oluşturabilir ve bir güneş (1-Sun) GaAs hücresinin verimliliğini AM'de 1,5^de % 31'den %35'e çıkarabilir.
Ekonomik maliyetleri ifade etmek için kullanılan yaygın bir yöntem, ortaya çıkan kilovat-saat (kWh) başına bir fiyat hesaplamaktır. Güneş hücresi verimliliği, mevcut ışınımlama ile kombinasyon halinde maliyetler üzerinde büyük bir etkiye sahiptir, ancak genel olarak konuşursak, genel sistem verimliliği önemlidir. Ticari olarak temin edilebilen güneş hücreleri (2021 itibarıyla),% 20 ile 22 arasında sistem verimliliklerine ulaşmıştır.
Katkısız (Dopinglenmemiş) kristal silisyum cihazlar, % 29.43'lük teorik sınır verimliliğine yaklaşmaya başlamıştır. 2017 yılında, hücrenin arkasına hem pozitif hem de negatif temasları yerleştiren amorf silisyum / kristal silisyum  hetero bağlantılı hücrede% 26,63 verimlilik elde edilmiştir.