Una célula solar , o célula fotovoltaica , es un dispositivo eléctrico que convierte la energía de la luz directamente en electricidad mediante el efecto fotovoltaico , que es un fenómeno físico y químico . [1] Es una forma de celda fotoeléctrica, definida como un dispositivo cuyas características eléctricas, como la corriente , el voltaje o la resistencia , varían cuando se exponen a la luz. Los dispositivos de células solares individuales son a menudo los componentes eléctricos de los módulos fotovoltaicos , conocidos coloquialmente como paneles solares. El silicio común de unión simpleLa celda solar puede producir un voltaje máximo de circuito abierto de aproximadamente 0,5 a 0,6 voltios. [2]
Las células solares se describen como fotovoltaicas , independientemente de si la fuente es la luz solar o una luz artificial. Además de producir energía, se pueden utilizar como fotodetectores (por ejemplo, detectores de infrarrojos ), detectando luz u otra radiación electromagnética cerca del rango visible o midiendo la intensidad de la luz.
El funcionamiento de una celda fotovoltaica (PV) requiere tres atributos básicos:
- La absorción de la luz, la generación ya sea de electrones - agujeros pares o excitones .
- La separación de portadores de carga de tipos opuestos.
- La extracción separada de esos portadores a un circuito externo.
Por el contrario, un colector solar térmico suministra calor mediante la absorción de la luz solar , con el fin de calentar directamente o generar energía eléctrica indirectamente a partir del calor. Una "celda fotoelectrolítica" ( celda fotoelectroquímica ), por otro lado, se refiere a un tipo de celda fotovoltaica (como la desarrollada por Edmond Becquerel y las modernas celdas solares sensibilizadas por colorante ), o a un dispositivo que divide el agua directamente en hidrógeno y Oxígeno usando solo iluminación solar.
Aplicaciones [ editar ]
Los conjuntos de células solares se utilizan para fabricar módulos solares que generan energía eléctrica a partir de la luz solar , a diferencia de un "módulo solar térmico" o un "panel solar de agua caliente". Una matriz solar genera energía solar utilizando energía solar .
Células, módulos, paneles y sistemas [ editar ]
Varias células solares en un grupo integrado, todas orientadas en un plano, constituyen un panel o módulo solar fotovoltaico . Los módulos fotovoltaicos a menudo tienen una hoja de vidrio en el lado que mira hacia el sol, lo que permite que la luz pase mientras protege las obleas semiconductoras . Las células solares generalmente se conectan en serie creando voltaje aditivo. Conectar celdas en paralelo produce una corriente más alta.
Sin embargo, los problemas en las celdas en paralelo, como los efectos de sombra, pueden apagar la cadena paralela más débil (menos iluminada) (varias celdas conectadas en serie) causando una pérdida sustancial de energía y posibles daños debido a la polarización inversa aplicada a las celdas sombreadas por sus socios iluminados. . [ cita requerida ]
Aunque los módulos se pueden interconectar para crear una matriz con la tensión de CC máxima deseada y la capacidad de corriente de carga, lo que se puede hacer con o sin MPPT independientes ( seguidores de punto de máxima potencia ) o, específicos para cada módulo, con o sin electrónica de potencia de nivel de módulo. (MLPE) como microinversores u optimizadores DC-DC . Los diodos de derivación pueden reducir la pérdida de potencia de sombreado en arreglos con celdas conectadas en serie / paralelo.
| Australia | porcelana | Francia | Alemania | Italia | Japón | Reino Unido | Estados Unidos | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Residencial | 1.8 | 1,5 | 4.1 | 2.4 | 2.8 | 4.2 | 2.8 | 4.9 |
| Comercial | 1,7 | 1.4 | 2,7 | 1.8 | 1,9 | 3.6 | 2.4 | 4.5 |
| Escala de utilidad | 2.0 | 1.4 | 2.2 | 1.4 | 1,5 | 2.9 | 1,9 | 3.3 |
| Fuente: IEA - Hoja de ruta tecnológica: Informe de energía solar fotovoltaica , edición de 2014 [3] : 15 Nota: DOE - Tendencias de precios de sistemas fotovoltaicos informa precios más bajos para EE . UU. [4] | ||||||||
Historia [ editar ]
El efecto fotovoltaico fue demostrado experimentalmente por primera vez por el físico francés Edmond Becquerel . En 1839, a los 19 años, construyó la primera celda fotovoltaica del mundo en el laboratorio de su padre. Willoughby Smith describió por primera vez el "Efecto de la luz sobre el selenio durante el paso de una corriente eléctrica" en un número de Nature del 20 de febrero de 1873 . En 1883, Charles Fritts construyó la primera celda fotovoltaica de estado sólido recubriendo el semiconductor de selenio con una fina capa de oro para formar las uniones; el dispositivo solo tenía una eficiencia de alrededor del 1%. Otros hitos incluyen:
- 1888 - El físico ruso Aleksandr Stoletov construyó la primera celda basada en el efecto fotoeléctrico exterior descubierto por Heinrich Hertz en 1887. [5]
- 1905 - Albert Einstein propuso una nueva teoría cuántica de la luz y explicó el efecto fotoeléctrico en un artículo histórico, por el que recibió el Premio Nobel de Física en 1921. [6]
- 1941 - Vadim Lashkaryov descubrieron p - n -junctions en Cu 2 O y Ag 2 S protocélulas. [7]
- 1946 - Russell Ohl patentó la moderna celda solar semiconductora de unión, [8] mientras trabajaba en la serie de avances que llevarían al transistor .
- 1948 - Introducción al mundo de los semiconductores afirma que Kurt Lehovec pudo haber sido el primero en explicar el efecto fotovoltaico en la revista Physical Review revisada por pares . [9] [10]
- 1954 - La primera celda fotovoltaica práctica se demostró públicamente en Bell Laboratories . [11] Los inventores fueron Calvin Souther Fuller , Daryl Chapin y Gerald Pearson . [12]
- 1957 - El ingeniero egipcio Mohamed M. Atalla desarrolla el proceso de pasivación de la superficie del silicio por oxidación térmica en Bell Laboratories. [13] [14] Desde entonces, el proceso de pasivación de la superficie ha sido fundamental para la eficiencia de las células solares . [15]
- 1958 - Las células solares cobran protagonismo con su incorporación al satélite Vanguard I.
Aplicaciones espaciales [ editar ]
Las células solares se utilizaron por primera vez en una aplicación destacada cuando se propusieron y volaron en el satélite Vanguard en 1958, como una fuente de energía alternativa a la fuente de energía de la batería primaria . Al agregar células al exterior del cuerpo, el tiempo de la misión podría extenderse sin cambios importantes en la nave espacial o sus sistemas de energía. En 1959, Estados Unidos lanzó el Explorer 6 , con grandes paneles solares en forma de ala, que se convirtió en una característica común en los satélites. Estas matrices constaban de 9600 células solares Hoffman .
En la década de 1960, las células solares eran (y siguen siendo) la principal fuente de energía para la mayoría de los satélites en órbita terrestre y una serie de sondas en el sistema solar, ya que ofrecían la mejor relación potencia-peso . Sin embargo, este éxito fue posible porque en la aplicación espacial, los costos del sistema de energía podrían ser altos, porque los usuarios del espacio tenían pocas otras opciones de energía y estaban dispuestos a pagar por las mejores celdas posibles. El mercado de la energía espacial impulsó el desarrollo de mayores eficiencias en las células solares hasta que el programa "Investigación aplicada a las necesidades nacionales" de la National Science Foundation comenzó a impulsar el desarrollo de células solares para aplicaciones terrestres.
A principios de la década de 1990, la tecnología utilizada para las células solares espaciales se separó de la tecnología de silicio utilizada para los paneles terrestres, y la aplicación de la nave espacial cambió a materiales semiconductores III-V basados en arseniuro de galio , que luego evolucionaron hasta convertirse en la moderna célula fotovoltaica multifuncional III-V utilizada. en naves espaciales.
En los últimos años, la investigación se ha orientado hacia el diseño y la fabricación de células solares ligeras, flexibles y altamente eficientes. La tecnología de células solares terrestres generalmente utiliza células fotovoltaicas laminadas con una capa de vidrio para mayor resistencia y protección. Las aplicaciones espaciales para celdas solares requieren que las celdas y los arreglos sean altamente eficientes y extremadamente livianos. Algunas de las tecnologías más nuevas implementadas en los satélites son las células fotovoltaicas de múltiples uniones, que se componen de diferentes uniones PN con rangos de banda variables para utilizar un espectro más amplio de la energía solar. Además, los satélites grandes requieren el uso de grandes paneles solares para producir electricidad. Estos paneles solares deben descomponerse para adaptarse a las restricciones geométricas del vehículo de lanzamiento en el que viaja el satélite antes de ser inyectado en órbita.Históricamente, las células solares de los satélites consistían en varios pequeños paneles terrestres plegados. Estos pequeños paneles se desplegarán en un panel grande después de que el satélite se despliegue en su órbita. Los satélites más nuevos tienen como objetivo utilizar paneles solares enrollables flexibles que son muy ligeros y se pueden empaquetar en un volumen muy pequeño. El tamaño y el peso más pequeños de estos arreglos flexibles disminuyen drásticamente el costo total de lanzamiento de un satélite debido a la relación directa entre el peso de la carga útil y el costo de lanzamiento de un vehículo de lanzamiento.Los satélites más nuevos tienen como objetivo utilizar paneles solares enrollables flexibles que son muy ligeros y se pueden empaquetar en un volumen muy pequeño. El tamaño y el peso más pequeños de estos arreglos flexibles disminuyen drásticamente el costo total de lanzamiento de un satélite debido a la relación directa entre el peso de la carga útil y el costo de lanzamiento de un vehículo de lanzamiento.Los satélites más nuevos tienen como objetivo utilizar paneles solares enrollables flexibles que son muy ligeros y se pueden empaquetar en un volumen muy pequeño. El tamaño y el peso más pequeños de estos arreglos flexibles disminuyen drásticamente el costo total de lanzamiento de un satélite debido a la relación directa entre el peso de la carga útil y el costo de lanzamiento de un vehículo de lanzamiento.[dieciséis]
Reducciones de precio [ editar ]
Las mejoras fueron graduales durante la década de 1960. Esta fue también la razón por la que los costos se mantuvieron altos, porque los usuarios del espacio estaban dispuestos a pagar por las mejores celdas posibles, sin dejar ninguna razón para invertir en soluciones menos eficientes y de menor costo. El precio fue determinado en gran parte por la industria de los semiconductores ; su paso a los circuitos integrados en la década de 1960 condujo a la disponibilidad de bolas más grandes a precios relativos más bajos. A medida que bajó su precio, también lo hizo el precio de las células resultantes. Estos efectos redujeron los costos de las celdas de 1971 a unos 100 dólares por vatio. [17]
A finales de 1969, Elliot Berman se unió al grupo de trabajo de Exxon que estaba buscando proyectos para 30 años en el futuro y en abril de 1973 fundó Solar Power Corporation (SPC), una subsidiaria de propiedad total de Exxon en ese momento. [18] [19] [20] El grupo había llegado a la conclusión de que la energía eléctrica sería mucho más cara para el año 2000 y consideró que este aumento de precio haría que las fuentes de energía alternativas fueran más atractivas. Realizó un estudio de mercado y concluyó que un precio por vatio de alrededor de $ 20 / vatio crearía una demanda significativa. [18]El equipo eliminó los pasos de pulir las obleas y recubrirlas con una capa antirreflectante, basándose en la superficie de la oblea aserrada en bruto. El equipo también reemplazó los costosos materiales y el cableado manual que se usa en aplicaciones espaciales con una placa de circuito impreso en la parte posterior, plástico acrílico en la parte frontal y pegamento de silicona entre los dos, "encapsulando" las celdas. [21] Las células solares podrían fabricarse utilizando material desechado del mercado de la electrónica. En 1973, anunciaron un producto y SPC convenció a Tideland Signal de que usara sus paneles para impulsar boyas de navegación , inicialmente para la Guardia Costera de EE. UU. [19]
Investigación y producción industrial [ editar ]
La investigación sobre energía solar para aplicaciones terrestres se hizo prominente con la División de Investigación y Desarrollo de Energía Solar Avanzada de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Dentro del programa "Investigación aplicada a las necesidades nacionales", que se desarrolló entre 1969 y 1977, [22] y financió la investigación sobre el desarrollo de energía solar para sistemas de energía eléctrica de tierra. Una conferencia de 1973, la "Conferencia Cherry Hill", estableció los objetivos tecnológicos necesarios para lograr este objetivo y delineó un proyecto ambicioso para lograrlos, dando inicio a un programa de investigación aplicada que estaría en curso durante varias décadas. [23] El programa finalmente fue asumido por la Administración de Investigación y Desarrollo Energético (ERDA), [24] que luego se fusionó en elDepartamento de Energía de EE. UU .
Después de la crisis del petróleo de 1973 , las compañías petroleras utilizaron sus mayores ganancias para iniciar (o comprar) empresas solares y fueron durante décadas los mayores productores. Exxon, ARCO, Shell, Amoco (luego comprada por BP) y Mobil tenían divisiones de energía solar importantes durante las décadas de 1970 y 1980. También participaron empresas de tecnología, incluidas General Electric, Motorola, IBM, Tyco y RCA. [25]
Costos decrecientes y crecimiento exponencial [ editar ]
Ajustándose a la inflación, costaba 96 dólares por vatio un módulo solar a mediados de la década de 1970. Las mejoras en los procesos y un gran impulso en la producción han reducido esa cifra un 99%, a 68 ¢ por vatio en 2016, según datos de Bloomberg New Energy Finance. [26] La ley de Swanson es una observación similar a la ley de Moore que establece que los precios de las células solares caen un 20% por cada duplicación de la capacidad de la industria. Apareció en un artículo del semanario británico The Economist a finales de 2012. [27]
Las mejoras adicionales redujeron el costo de producción a menos de $ 1 por vatio, con costos al por mayor muy por debajo de $ 2. El equilibrio de los costes del sistema era entonces superior al de los paneles. Se podrían construir grandes arreglos comerciales, a partir de 2010, a menos de $ 3.40 el vatio, completamente en servicio. [28] [29]
A medida que la industria de los semiconductores se trasladó a bolas cada vez más grandes , los equipos más antiguos se volvieron baratos. El tamaño de las celdas creció a medida que el equipo estaba disponible en el mercado de excedentes; Los paneles originales de ARCO Solar usaban celdas de 2 a 4 pulgadas (50 a 100 mm) de diámetro. Los paneles de la década de 1990 y principios de la de 2000 generalmente usaban obleas de 125 mm; desde 2008, casi todos los paneles nuevos utilizan celdas de 156 mm. La introducción generalizada de televisores de pantalla plana a fines de la década de 1990 y principios de la de 2000 llevó a la amplia disponibilidad de láminas de vidrio grandes y de alta calidad para cubrir los paneles.
Durante la década de 1990, las células de polisilicio ("poli") se hicieron cada vez más populares. Estas células ofrecen menos eficiencia que sus contrapartes de monosilicio ("mono"), pero se cultivan en cubas grandes que reducen el costo. A mediados de la década de 2000, el poli era dominante en el mercado de paneles de bajo costo, pero más recientemente el mono volvió a su uso generalizado.
Los fabricantes de células basadas en obleas respondieron a los altos precios del silicio en 2004-2008 con rápidas reducciones en el consumo de silicio. En 2008, según Jef Poortmans, director del departamento orgánico y solar de IMEC , las células actuales utilizan de 8 a 9 gramos (0,28 a 0,32 oz) de silicio por vatio de generación de energía, con espesores de oblea de alrededor de 200 micrones . Los paneles de silicio cristalino dominan los mercados mundiales y se fabrican principalmente en China y Taiwán. A finales de 2011, una caída en la demanda europea redujo los precios de los módulos solares cristalinos a alrededor de $ 1,09 [29] por vatio por debajo de 2010. Los precios continuaron cayendo en 2012, alcanzando $ 0,62 / vatio en el 4T2012. [30]
La energía solar fotovoltaica está creciendo más rápidamente en Asia, y China y Japón representan actualmente la mitad del despliegue mundial . [31] La capacidad fotovoltaica instalada mundial alcanzó al menos 301 gigavatios en 2016 y creció hasta suministrar el 1,3% de la energía mundial en 2016. [32]
De hecho, la energía aprovechada de las células solares de silicio a un costo de un dólar ha superado a su contraparte del petróleo desde 2004. [33] Se anticipó que la electricidad de la energía fotovoltaica será competitiva con los costos de electricidad al por mayor en toda Europa y el tiempo de recuperación de la energía de Los módulos de silicio cristalino se pueden reducir a menos de 0,5 años para 2020. [34]
Subsidios y paridad de red [ editar ]
Las tarifas de alimentación específicas de energía solar varían según el país y dentro de los países. Estas tarifas fomentan el desarrollo de proyectos de energía solar. La paridad generalizada de la red , el punto en el que la electricidad fotovoltaica es igual o más barata que la energía de la red sin subsidios, probablemente requiera avances en los tres frentes. Los defensores de la energía solar esperan lograr la paridad de la red primero en áreas con abundante sol y altos costos de electricidad, como en California y Japón . [35] En 2007, BP reclamó la paridad de red para Hawai y otras islas que de otra manera utilizan combustible diesel para producir electricidad. George W. Bushfijó 2015 como la fecha para la paridad de la red en los EE. UU. [36] [37] La Asociación Fotovoltaica informó en 2012 que Australia había alcanzado la paridad de red (ignorando la alimentación en las tarifas). [38]
El precio de los paneles solares cayó de manera constante durante 40 años, interrumpido en 2004 cuando los altos subsidios en Alemania aumentaron drásticamente la demanda allí y aumentaron considerablemente el precio del silicio purificado (que se utiliza en chips de computadora y paneles solares). La recesión de 2008 y el inicio de la fabricación china hicieron que los precios reanudaran su descenso. En los cuatro años posteriores a enero de 2008, los precios de los módulos solares en Alemania cayeron de 3 € a 1 € por vatio pico. Durante ese mismo tiempo, la capacidad de producción aumentó con un crecimiento anual de más del 50%. China aumentó su participación de mercado del 8% en 2008 a más del 55% en el último trimestre de 2010. [39] En diciembre de 2012, el precio de los paneles solares chinos había caído a $ 0,60 / Wp (módulos cristalinos). [40](La abreviatura Wp significa capacidad pico en vatios, o la capacidad máxima en condiciones óptimas. [41] )
A fines de 2016, se informó que los precios al contado de los paneles solares ensamblados (no de las celdas) habían caído a un mínimo histórico de US $ 0.36 / Wp. El segundo proveedor más grande, Canadian Solar Inc., había reportado costos de US $ 0,37 / Wp en el tercer trimestre de 2016, habiendo caído $ 0,02 con respecto al trimestre anterior y, por lo tanto, probablemente todavía estaba al menos en el punto de equilibrio. Muchos productores esperaban que los costos cayeran a alrededor de $ 0.30 para fines de 2017. [42] También se informó que las nuevas instalaciones solares eran más baratas que las plantas de energía térmica a base de carbón en algunas regiones del mundo, y se esperaba que esto fuera así. el caso en la mayor parte del mundo en una década. [43]
Teoría [ editar ]
La celda solar funciona en varios pasos:
- Los fotones de la luz solar golpean el panel solar y son absorbidos por materiales semiconductores , como el silicio dopado .
- Los electrones se excitan desde su orbital molecular / atómico actual . Una vez excitado, un electrón puede disipar la energía en forma de calor y regresar a su orbital o viajar a través de la celda hasta llegar a un electrodo. La corriente fluye a través del material para cancelar el potencial y se captura esta electricidad. Los enlaces químicos del material son vitales para que este proceso funcione y, por lo general, el silicio se usa en dos capas, una capa está dopada con boro y la otra con fósforo . Estas capas tienen diferentes cargas eléctricas químicas y, posteriormente, impulsan y dirigen la corriente de electrones.[1]
- Un conjunto de células solares convierte la energía solar en una cantidad utilizable de electricidad de corriente continua (CC).
- Un inversor puede convertir la energía en corriente alterna (CA).
La célula solar más conocida está configurada como una unión p – n de gran área hecha de silicio. Otros posibles tipos de células solares son células solares orgánicas, células solares sensibilizadas con colorante, células solares de perovskita, células solares de puntos cuánticos, etc. El lado iluminado de una célula solar generalmente tiene una película conductora transparente para permitir que la luz entre en el material activo y se acumule los portadores de carga generados. Normalmente, las películas con alta transmitancia y alta conductancia eléctrica, como óxido de indio y estaño , polímeros conductores o redes de nanocables conductores, se utilizan para este propósito. [44]
Eficiencia [ editar ]
La eficiencia de la célula solar se puede dividir en eficiencia de reflectancia, eficiencia termodinámica, eficiencia de separación de portadores de carga y eficiencia de conducción. La eficiencia general es el producto de estas métricas individuales.
La eficiencia de conversión de energía de una celda solar es un parámetro que se define por la fracción de energía incidente convertida en electricidad. [45]
Una celda solar tiene una curva de eficiencia dependiente del voltaje, coeficientes de temperatura y ángulos de sombra permitidos.
Debido a la dificultad en la medición de estos parámetros directamente, se sustituyen otros parámetros: la eficiencia termodinámica, eficiencia cuántica , eficiencia cuántica integrado , V OC ratio, y el factor de llenado. Las pérdidas por reflectancia son una parte de la eficiencia cuántica bajo la " eficiencia cuántica externa ". Las pérdidas por recombinación constituyen otra parte de la eficiencia cuántica, la relación V OC y el factor de relleno. Las pérdidas resistivas se clasifican predominantemente en el factor de relleno, pero también constituyen porciones menores de la eficiencia cuántica, relación V OC .
El factor de llenado es la relación entre la potencia máxima obtenible real y el producto del voltaje de circuito abierto y la corriente de cortocircuito . Este es un parámetro clave para evaluar el desempeño. En 2009, las células solares comerciales típicas tenían un factor de llenado> 0,70. Las células de grado B estaban normalmente entre 0,4 y 0,7. [46] Las celdas con un factor de llenado alto tienen una resistencia en serie equivalente baja y una resistencia en derivación equivalente alta , por lo que menos de la corriente producida por la celda se disipa en pérdidas internas.
Los dispositivos de silicio cristalino de unión p-n única se están acercando ahora a la eficiencia de potencia límite teórica del 33,16%, [47] señalado como el límite Shockley-Queisser en 1961. En el extremo, con un número infinito de capas, el límite correspondiente es 86% utilizando luz solar concentrada. [48]
En 2014, tres empresas batieron el récord del 25,6% para una célula solar de silicio. El de Panasonic fue el más eficiente. La empresa movió los contactos frontales a la parte posterior del panel, eliminando las áreas sombreadas. Además, aplicaron películas delgadas de silicio al frente y la parte posterior de la oblea (silicio de alta calidad) para eliminar defectos en o cerca de la superficie de la oblea. [49]
En 2015, una célula solar GaInP / GaAs // GaInAsP / GaInAs de 4 uniones logró un nuevo récord de eficiencia de laboratorio del 46,1% (relación de concentración de la luz solar = 312) en una colaboración franco-alemana entre el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) , CEA-LETI y SOITEC. [50]
En septiembre de 2015, Fraunhofer ISE anunció el logro de una eficiencia superior al 20% para las células de obleas epitaxiales . El trabajo para optimizar la cadena de producción en línea de deposición química de vapor a presión atmosférica (APCVD) se realizó en colaboración con NexWafe GmbH, una empresa escindida de Fraunhofer ISE para comercializar la producción. [51] [52]
Para las células solares de película delgada de triple unión, el récord mundial es del 13,6%, establecido en junio de 2015. [53]
En 2016, los investigadores de Fraunhofer ISE anunciaron una celda solar de triple unión GaInP / GaAs / Si con dos terminales que alcanzaban una eficiencia del 30,2% sin concentración. [54]
En 2017, un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), EPFL y CSEM ( Suiza ) informaron eficiencias récord de un sol del 32,8% para los dispositivos de células solares GaInP / GaAs de unión dual. Además, el dispositivo de doble unión se apiló mecánicamente con una celda solar de Si, para lograr una eficiencia récord de un sol del 35,9% para las celdas solares de triple unión. [55]
Materiales [ editar ]
Las células solares generalmente reciben el nombre del material semiconductor del que están hechas. Estos materiales deben tener ciertas características para poder absorber la luz solar . Algunas células están diseñadas para manejar la luz solar que llega a la superficie de la Tierra, mientras que otras están optimizadas para su uso en el espacio . Las células solares pueden estar hechas de una sola capa de material absorbente de luz ( unión simple ) o utilizar múltiples configuraciones físicas ( múltiples uniones ) para aprovechar varios mecanismos de absorción y separación de carga.
Las células solares se pueden clasificar en células de primera, segunda y tercera generación. Las células de primera generación, también llamadas células convencionales, tradicionales o basadas en obleas , están hechas de silicio cristalino , la tecnología fotovoltaica predominante comercialmente, que incluye materiales como polisilicio y silicio monocristalino . Las células de segunda generación son células solares de película fina , que incluyen silicio amorfo , células CdTe y CIGS y son comercialmente importantes en centrales eléctricas fotovoltaicas a escala de servicios públicos , sistemas fotovoltaicos integrados en edificios o en pequeños sistemas de energía autónomos.. La tercera generación de células solares incluye una serie de tecnologías de película delgada que a menudo se describen como energía fotovoltaica emergente; la mayoría de ellas aún no se han aplicado comercialmente y aún se encuentran en la fase de investigación o desarrollo. Muchos utilizan materiales orgánicos, a menudo compuestos organometálicos , así como sustancias inorgánicas. A pesar de que sus eficiencias habían sido bajas y la estabilidad del material absorbente era a menudo demasiado corta para aplicaciones comerciales, se ha invertido mucha investigación en estas tecnologías, ya que prometen lograr el objetivo de producir productos de bajo costo y alta eficiencia. células solares.
Silicio cristalino [ editar ]
Con mucho, el material a granel más común para las células solares es el silicio cristalino (c-Si), también conocido como "silicio de grado solar". [ cita requerida ] El silicio a granel se divide en varias categorías según la cristalinidad y el tamaño del cristal en el lingote , la cinta o la oblea resultante . Estas células se basan completamente en el concepto de unión pn . Las células solares hechas de c-Si están hechas de obleas de entre 160 y 240 micrómetros de espesor.
Silicio monocristalino [ editar ]
Las células solares de silicio monocristalino (mono-Si) presentan una composición monocristalina que permite que los electrones se muevan más libremente que en una configuración multicristal. En consecuencia, los paneles solares monocristalinos ofrecen una mayor eficiencia que sus homólogos multicristalinos. [56] Las esquinas de las celdas se ven recortadas, como un octágono, porque el material de la oblea se corta a partir de lingotes cilíndricos, que normalmente se cultivan mediante el proceso de Czochralski . Los paneles solares que utilizan celdas de mono-Si muestran un patrón distintivo de pequeños diamantes blancos.
Desarrollo epitaxial de silicio [ editar ]
Las obleas epitaxiales de silicio cristalino se pueden cultivar en una oblea "semilla" de silicio monocristalino mediante deposición química en fase de vapor (CVD), y luego se pueden separar como obleas autoportantes de algún grosor estándar (p. Ej., 250 µm) que se pueden manipular a mano, y sustituido directamente por células de obleas cortadas a partir de lingotes de silicio monocristalino. Las células solares fabricadas con esta técnica "sin cortes " pueden tener eficiencias cercanas a las de las células cortadas en obleas, pero a un costo considerablemente menor si la CVD se puede realizar a presión atmosférica en un proceso en línea de alto rendimiento. [51] [52] La superficie de las obleas epitaxiales puede tener textura para mejorar la absorción de la luz. [57] [58]
En junio de 2015, se informó que las células solares de heterounión cultivadas epitaxialmente en obleas de silicio monocristalino de tipo n habían alcanzado una eficiencia del 22,5% sobre un área celular total de 243,4 cm . [59]
Silicio policristalino [ editar ]
Las celdas de silicio policristalino o de silicio multicristalino (multi-Si) están hechas de lingotes cuadrados fundidos, grandes bloques de silicio fundido cuidadosamente enfriados y solidificados. Consisten en pequeños cristales que le dan al material su típico efecto de escamas metálicas . Las células de polisilicio son el tipo más común utilizado en la energía fotovoltaica y son menos costosas, pero también menos eficientes, que las hechas de silicio monocristalino.
Cinta de silicona [ editar ]
El silicio de cinta es un tipo de silicio policristalino: se forma dibujando películas delgadas y planas de silicio fundido y da como resultado una estructura policristalina. Estas celdas son más baratas de fabricar que el multi-Si, debido a una gran reducción en el desperdicio de silicio, ya que este enfoque no requiere serrado de los lingotes . [60] Sin embargo, también son menos eficientes.
Mono-como-multi-silicio (MLM) [ editar ]
Esta forma se desarrolló en la década de 2000 y se introdujo comercialmente alrededor de 2009. También llamado mono fundido, este diseño utiliza cámaras de fundición policristalinas con pequeñas "semillas" de material mono. El resultado es un material mono a granel que es policristalino en el exterior. Cuando se cortan para su procesamiento, las secciones internas son celdas de tipo mono de alta eficiencia (pero cuadradas en lugar de "recortadas"), mientras que los bordes externos se venden como polietileno convencional. Este método de producción da como resultado células de tipo mono a precios de tipo poli. [61]
Película fina [ editar ]
Las tecnologías de película fina reducen la cantidad de material activo en una celda. La mayoría de los diseños intercalan material activo entre dos paneles de vidrio. Dado que los paneles solares de silicio solo usan un panel de vidrio, los paneles de película delgada son aproximadamente dos veces más pesados que los paneles de silicio cristalino, aunque tienen un impacto ecológico menor (determinado a partir del análisis del ciclo de vida ). [62] [63]
Telururo de cadmio [ editar ]
El telururo de cadmio es el único material de película delgada hasta ahora que rivaliza con el silicio cristalino en costo / vatio. Sin embargo, el cadmio es muy tóxico y los suministros de telurio ( anión : "telururo") son limitados. El cadmio presente en las células sería tóxico si se liberara. Sin embargo, la liberación es imposible durante el funcionamiento normal de las celdas y es poco probable durante incendios en techos residenciales. [64] Un metro cuadrado de CdTe contiene aproximadamente la misma cantidad de Cd que una batería de níquel-cadmio de celda única C , en una forma más estable y menos soluble. [64]
Seleniuro de cobre, indio, galio [ editar ]
El seleniuro de cobre, indio, galio (CIGS) es un material de banda prohibida directa . Tiene la eficiencia más alta (~ 20%) entre todos los materiales de película delgada comercialmente importantes (consulte la celda solar CIGS ). Los métodos tradicionales de fabricación implican procesos de vacío que incluyen la evaporación conjunta y la pulverización catódica. Los desarrollos recientes en IBM y Nanosolar intentan reducir el costo mediante el uso de procesos de solución sin vacío. [sesenta y cinco]
Película fina de silicio [ editar ]
Las celdas de película delgada de silicio se depositan principalmente por deposición de vapor químico (típicamente PE-CVD mejorado con plasma) a partir de gas silano e hidrógeno . Dependiendo de los parámetros de deposición, esto puede producir silicio amorfo (a-Si o a-Si: H), silicio protocristalino o silicio nanocristalino (nc-Si o nc-Si: H), también llamado silicio microcristalino. [66]
El silicio amorfo es la tecnología de película fina más desarrollada hasta la fecha. Una célula solar de silicio amorfo (a-Si) está hecha de silicio no cristalino o microcristalino. El silicio amorfo tiene una banda prohibida más alta (1,7 eV) que el silicio cristalino (c-Si) (1,1 eV), lo que significa que absorbe la parte visible del espectro solar con más fuerza que la parte infrarroja de mayor densidad de potencia del espectro. La producción de células solares de película delgada de a-Si utiliza vidrio como sustrato y deposita una capa muy delgada de silicio por deposición química de vapor mejorada con plasma (PECVD).
El silicio Protocristalino con una fracción de volumen bajo de silicio nanocristalino es óptimo para voltaje de circuito abierto alto. [67] Nc-Si tiene aproximadamente la misma banda prohibida que c-Si y nc-Si y a-Si se pueden combinar ventajosamente en capas delgadas, creando una celda en capas llamada celda en tándem. La celda superior en a-Si absorbe la luz visible y deja la parte infrarroja del espectro para la celda inferior en nc-Si.
Película delgada de arseniuro de galio [ editar ]
El material semiconductor arseniuro de galio (GaAs) también se utiliza para células solares de película fina monocristalina. Aunque las células de GaAs son muy caras, tienen el récord mundial de eficiencia para una célula solar de unión única con un 28,8%. [68] GaAs se utiliza más comúnmente en células fotovoltaicas multifuncionales para energía fotovoltaica concentrada (CPV, HCPV) y para paneles solares en naves espaciales , ya que la industria favorece la eficiencia sobre el costo de la energía solar basada en el espacio.. Según la literatura anterior y algunos análisis teóricos, hay varias razones por las que GaAs tiene una eficiencia de conversión de energía tan alta. En primer lugar, la banda prohibida de GaAs es de 1,43 ev, que es casi ideal para las células solares. En segundo lugar, debido a que el galio es un subproducto de la fundición de otros metales, las celdas de GaAs son relativamente insensibles al calor y pueden mantener una alta eficiencia cuando la temperatura es bastante alta. En tercer lugar, GaAs tiene una amplia gama de opciones de diseño. Usando GaAs como capa activa en la celda solar, los ingenieros pueden tener múltiples opciones de otras capas que pueden generar mejor electrones y huecos en GaAs.
Celdas multifunción [ editar ]
Las células de unión múltiple constan de varias películas delgadas, cada una de las cuales es esencialmente una célula solar que crece una encima de otra, por lo general utilizando epitaxia en fase de vapor de metalorgánico . Cada capa tiene una energía de banda prohibida diferente para permitirle absorber la radiación electromagnética en una porción diferente del espectro. Las células de unión múltiple se desarrollaron originalmente para aplicaciones especiales como satélites y exploración espacial , pero ahora se utilizan cada vez más en concentradores fotovoltaicos terrestres (CPV), una tecnología emergente que utiliza lentes y espejos curvos para concentrar la luz solar en una unión múltiple pequeña y altamente eficiente células solares. Al concentrar la luz solar hasta mil veces,La energía fotovoltaica de alta concentración (HCPV) tiene el potencial de superar a la energía solar fotovoltaica convencional en el futuro. [69] : 21,26
Las células solares en tándem basadas en uniones monolíticas, conectadas en serie, de fosfuro de galio indio (GaInP), arseniuro de galio (GaAs) y germanio (Ge) p – n, están aumentando las ventas, a pesar de las presiones de costos. [70] Entre diciembre de 2006 y diciembre de 2007, el costo del galio 4N metálico aumentó de unos 350 dólares por kg a 680 dólares por kg. Además, los precios del metal germanio han aumentado sustancialmente a $ 1000-1200 por kg este año. Esos materiales incluyen crisoles de galio (4N, 6N y 7N Ga), arsénico (4N, 6N y 7N) y germanio, nitruro de boro pirolítico (pBN) para cristales en crecimiento y óxido de boro; estos productos son fundamentales para toda la industria de fabricación de sustratos. [ cita requerida ]
Una celda de triple unión, por ejemplo, puede constar de semiconductores: GaAs , Ge y GaInP2. [71] Las células solares de GaAs de triple unión se utilizaron como fuente de energía de los cuatro veces ganadores del World Solar Challenge holandés Nuna en 2003, 2005 y 2007 y de los coches solares holandeses Solutra (2005) , Twente One (2007) y 21Revolution. (2009). [ cita requerida ] Los dispositivos de unión múltiple basados en GaAs son las células solares más eficientes hasta la fecha. El 15 de octubre de 2012, las células metamórficas de triple unión alcanzaron un récord del 44%. [72]
Células solares de unión dual GaInP / Si [ editar ]
En 2016, se describió un nuevo enfoque para producir obleas fotovoltaicas híbridas que combinaban la alta eficiencia de las células solares de unión múltiple III-V con las economías y la gran experiencia asociadas con el silicio. Las complicaciones técnicas involucradas en el cultivo del material III-V en silicio a las altas temperaturas requeridas, un tema de estudio durante unos 30 años, se evitan mediante el crecimiento epitaxial de silicio en GaAs a baja temperatura mediante deposición química en fase de vapor mejorada con plasma (PECVD). . [73]
Las células solares de unión única de Si se han estudiado ampliamente durante décadas y están alcanzando su eficiencia práctica de ~ 26% en condiciones de 1 sol. [74] Aumentar esta eficiencia puede requerir agregar más celdas con energía de banda prohibida mayor que 1.1 eV a la celda de Si, lo que permite convertir fotones de longitud de onda corta para la generación de voltaje adicional. Una celda solar de unión dual con una banda prohibida de 1.6–1.8 eV como celda superior puede reducir la pérdida de termalización, producir una alta eficiencia radiativa externa y lograr eficiencias teóricas superiores al 45%. [75]Se puede fabricar una celda en tándem haciendo crecer las celdas GaInP y Si. Cultivarlos por separado puede superar el desajuste constante de celosía del 4% entre el Si y las capas III-V más comunes que impiden la integración directa en una celda. Por lo tanto, las dos celdas están separadas por un portaobjetos de vidrio transparente para que el desajuste de la red no cause tensión en el sistema. Esto crea una celda con cuatro contactos eléctricos y dos uniones que demostraron una eficiencia del 18,1%. Con un factor de llenado (FF) del 76,2%, la celda inferior de Si alcanza una eficiencia del 11,7% (± 0,4) en el dispositivo en tándem, lo que resulta en una eficiencia acumulada de la celda en tándem del 29,8%. [76] Esta eficiencia supera el límite teórico del 29,4% [77]y el valor récord de eficiencia experimental de una celda solar de Si 1-sol, y también es más alto que el dispositivo de GaAs 1-sol de eficiencia récord. Sin embargo, el uso de un sustrato de GaAs es caro y no práctico. Por lo tanto, los investigadores intentan hacer una celda con dos puntos de contacto eléctricos y una unión, que no necesita un sustrato de GaAs. Esto significa que habrá una integración directa de GaInP y Si.
Investigación en células solares [ editar ]
Células solares de perovskita [ editar ]
Las células solares de perovskita son células solares que incluyen un material estructurado con perovskita como capa activa. Más comúnmente, este es un material híbrido orgánico-inorgánico de estaño o haluro de plomo procesado en solución. Las eficiencias han aumentado de menos del 5% en su primer uso en 2009 al 25,5% en 2020, lo que las convierte en una tecnología que avanza muy rápidamente y en un tema candente en el campo de las células solares. [78] También se prevé que las células solares de perovskita sean extremadamente baratas de escalar, lo que las convierte en una opción muy atractiva para la comercialización. Hasta ahora, la mayoría de los tipos de células solares de perovskita no han alcanzado la suficiente estabilidad operativa para comercializarse, aunque muchos grupos de investigación están investigando formas de solucionar este problema. [79]Se ha demostrado que la sostenibilidad energética y medioambiental de las células solares de perovskita y la perovskita en tándem dependen de las estructuras. [80] [81]
Células solares bifaciales [ editar ]
Con una parte trasera transparente, las células solares bifaciales pueden absorber la luz tanto de la parte delantera como de la trasera. Por lo tanto, pueden producir más electricidad que las células solares monofaciales convencionales. La primera patente de células solares bifaciales fue presentada por el investigador japonés Hiroshi Mori, en 1966. [82] Más tarde, se dice que Rusia fue la primera en desplegar células solares bifaciales en su programa espacial en la década de 1970. [ cita requerida ] En 1976, el Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid , inició un programa de investigación para el desarrollo de células solares bifaciales dirigido por el Prof. Antonio Luque. Sobre la base de las patentes estadounidenses y españolas de 1977 de Luque, se propuso una celda bifacial práctica con una cara frontal como ánodo y una cara trasera como cátodo; en propuestas e intentos informados anteriormente, ambas caras eran anódicas y la interconexión entre celdas era complicada y costosa. [83] [84] [85] En 1980, Andrés Cuevas, un estudiante de doctorado del equipo de Luque, demostró experimentalmente un aumento del 50% en la potencia de salida de las células solares bifaciales, en relación con las monofaciales orientadas e inclinadas de manera idéntica, cuando se veía un fondo blanco. previsto. [86] En 1981 se fundó la empresa Isofoton en Málaga.para producir las células bifaciales desarrolladas, convirtiéndose así en la primera industrialización de esta tecnología de células fotovoltaicas. Con una capacidad de producción inicial de 300 kW / año. de células solares bifaciales, los primeros hitos de la producción de Isofoton fueron la central eléctrica de 20kWp en San Agustín de Guadalix , construida en 1986 para Iberdrola , y una instalación fuera de la red en 1988 también de 20kWp en la aldea de Noto Gouye Diama ( Senegal ) financiada por el Programas españoles de ayuda y cooperación internacional .
Debido al costo de fabricación reducido, las empresas han comenzado nuevamente a producir módulos bifaciales comerciales desde 2010. Para 2017, había al menos ocho fabricantes fotovoltaicos certificados que proporcionaban módulos bifaciales en América del Norte. La Hoja de ruta tecnológica internacional para la energía fotovoltaica (ITRPV) predijo que la cuota de mercado mundial de la tecnología bifacial se expandirá de menos del 5% en 2016 al 30% en 2027. [87]
Debido al gran interés en la tecnología bifacial, un estudio reciente ha investigado el rendimiento y la optimización de los módulos solares bifaciales en todo el mundo. [88] [89] Los resultados indican que, en todo el mundo, los módulos bifaciales montados en el suelo solo pueden ofrecer una ganancia de ~ 10% en el rendimiento anual de electricidad en comparación con los monofaciales para un coeficiente de albedo del suelo del 25% (típico para el hormigón y la vegetación cubiertas vegetales). Sin embargo, la ganancia se puede aumentar a ~ 30% elevando el módulo 1 m sobre el suelo y mejorando el coeficiente de albedo del suelo al 50%. Sun y col. También derivó un conjunto de ecuaciones empíricas que pueden optimizar analíticamente los módulos solares bifaciales. [88]Además, existe evidencia de que los paneles bifaciales funcionan mejor que los paneles tradicionales en entornos nevados, ya que los bifaciales en los seguidores de doble eje generaron un 14% más de electricidad en un año que sus contrapartes monofaciales y un 40% durante los meses pico de invierno. [90]
Se encuentra disponible una herramienta de simulación en línea para modelar el rendimiento de los módulos bifaciales en cualquier ubicación arbitraria en todo el mundo. También puede optimizar los módulos bifaciales en función del ángulo de inclinación, el ángulo azimutal y la elevación sobre el suelo. [91]
Banda intermedia [ editar ]
La energía fotovoltaica de banda intermedia en la investigación de células solares proporciona métodos para superar el límite de Shockley-Queisser sobre la eficiencia de una célula. Introduce un nivel de energía de banda intermedia (IB) entre las bandas de valencia y conducción. Teóricamente, la introducción de un IB permite que dos fotones con energía menor que la banda prohibida exciten un electrón de la banda de valencia a la banda de conducción . Esto aumenta la fotocorriente inducida y, por lo tanto, la eficiencia. [92]
Luque y Marti primero derivaron un límite teórico para un dispositivo IB con un nivel de energía de medio espacio utilizando un balance detallado . Supusieron que no se recolectaron portadores en el IB y que el dispositivo estaba bajo concentración total. Encontraron que la eficiencia máxima era del 63,2%, para un intervalo de banda de 1,95 eV con el IB 0,71 eV de la banda de valencia o de conducción. Bajo una iluminación solar, la eficiencia límite es del 47%. [93]
Tintas líquidas [ editar ]
En 2014, investigadores del California NanoSystems Institute descubrieron que el uso de kesterita y perovskita mejoró la eficiencia de conversión de energía eléctrica de las células solares. [94]
Conversión ascendente y descendente [ editar ]
La conversión ascendente de fotones es el proceso de utilizar dos fotones de baja energía ( por ejemplo , infrarrojos) para producir un fotón de mayor energía; La conversión descendente es el proceso de utilizar un fotón de alta energía ( p. ej. , ultravioleta) para producir dos fotones de menor energía. Cualquiera de estas técnicas podría usarse para producir células solares de mayor eficiencia al permitir que los fotones solares se usen de manera más eficiente. La dificultad, sin embargo, es que la eficiencia de conversión de los fósforos existentes que exhiben conversión ascendente o descendente es baja y típicamente es una banda estrecha.
Una técnica de conversión ascendente es incorporar materiales dopados con lantánidos ( Er3+, Yb3+, Ho3+o una combinación), aprovechando su luminiscencia para convertir la radiación infrarroja en luz visible. El proceso de conversión ascendente ocurre cuando dos fotones infrarrojos son absorbidos por iones de tierras raras para generar un fotón absorbible (de alta energía). Como ejemplo, el proceso de conversión ascendente de transferencia de energía (ETU), consiste en procesos de transferencia sucesivos entre iones excitados en el infrarrojo cercano. El material convertidor ascendente podría colocarse debajo de la celda solar para absorber la luz infrarroja que pasa a través del silicio. Los iones útiles se encuentran más comúnmente en el estado trivalente. Er+
Los iones han sido los más utilizados. Er3+
Los iones absorben la radiación solar alrededor de 1,54 µm. Dos er3+
Los iones que han absorbido esta radiación pueden interactuar entre sí a través de un proceso de conversión ascendente. El ion excitado emite luz por encima de la banda prohibida de Si que es absorbida por la célula solar y crea un par adicional de electrones y huecos que puede generar corriente. Sin embargo, el aumento de la eficiencia fue pequeño. Además, los vidrios fluoroindate tienen baja fonón energía y se han propuesto como dopado matriz adecuada con Ho3+
iones. [95]
Tintes absorbentes de luz [ editar ]
Células solares sensibilizadas por colorante (DSSCs) están hechos de materiales de bajo coste y no es necesario elaborar el equipo de fabricación, por lo que se pueden hacer en un DIY moda. A granel, debería ser significativamente menos costoso que los diseños de celdas de estado sólido más antiguos. Los DSSC se pueden diseñar en láminas flexibles y, aunque su eficiencia de conversión es menor que la de las mejores celdas de película delgada , su relación precio / rendimiento puede ser lo suficientemente alta como para permitirles competir con la generación eléctrica de combustibles fósiles .
Por lo general, se utiliza un tinte metalorgánico de rutenio (centrado en Ru) como una monocapa de material absorbente de luz, que se adsorbe sobre una película delgada de dióxido de titanio . La célula solar sensibilizada con colorante depende de esta capa mesoporosa de dióxido de titanio nanoparticulado (TiO 2 ) para amplificar en gran medida el área de superficie (200-300 m 2 / g TiO
2, en comparación con aproximadamente 10 m 2 / g de monocristal plano) lo que permite un mayor número de colorantes por área de celda solar (lo que en términos de aumento de la corriente). Los electrones fotogenerados del tinte absorbente de luz se pasan al TiO de tipo n
2y los agujeros son absorbidos por un electrolito en el otro lado del tinte. El circuito se completa con un par redox en el electrolito, que puede ser líquido o sólido. Este tipo de celda permite un uso más flexible de materiales y generalmente se fabrica mediante serigrafía o boquillas ultrasónicas , con el potencial de costos de procesamiento más bajos que los utilizados para las celdas solares a granel. Sin embargo, los tintes en estas celdas también sufren degradación bajo el calor y la luz ultravioleta y la carcasa de la celda es difícil de sellar.debido a los disolventes utilizados en el montaje. Por esta razón, los investigadores han desarrollado células solares sensibilizadas con colorante de estado sólido que utilizan un electrolito sólido para evitar fugas. [96] El primer envío comercial de módulos solares DSSC se produjo en julio de 2009 de G24i Innovations. [97]
Puntos cuánticos [ editar ]
Las células solares de puntos cuánticos (QDSC) se basan en la célula de Gratzel, o la arquitectura de células solares sensibilizadas por colorante , pero emplean nanopartículas semiconductoras de banda prohibida baja , fabricadas con tamaños de cristalitos lo suficientemente pequeños como para formar puntos cuánticos (como CdS , CdSe , Sb). 2S3, PbS , etc.), en lugar de colorantes orgánicos u organometálicos como absorbentes de luz. Debido a la toxicidad asociada con los compuestos basados en Cd y Pb, también se están desarrollando una serie de materiales sensibilizantes QD "verdes" (como CuInS 2, CuInSe 2 y CuInSeS). [98] La cuantificación del tamaño de QD permite ajustar la banda prohibida simplemente cambiando el tamaño de las partículas. También tienen altos coeficientes de extinción y han mostrado la posibilidad de generación de excitones múltiples . [99]
En una QDSC, una capa mesoporosa de nanopartículas de dióxido de titanio forma la columna vertebral de la célula, al igual que en una DSSC. Este TiO
2A continuación, la capa se puede hacer fotoactiva revistiéndola con puntos cuánticos semiconductores usando deposición en baño químico , deposición electroforética o adsorción y reacción sucesivas de capa iónica. Luego, el circuito eléctrico se completa mediante el uso de un par redox líquido o sólido . La eficiencia de las QDSC ha aumentado [100] a más del 5%, como se muestra tanto para las células de unión líquida [101] como para las de estado sólido, [102] con una eficiencia máxima informada del 11,91%. [103] En un esfuerzo por reducir los costos de producción, el grupo de investigación de Prashant Kamat [104] demostró una pintura solar hecha con TiO
2y CdSe que se puede aplicar mediante un método de un solo paso a cualquier superficie conductora con eficiencias superiores al 1%. [105] Sin embargo, la absorción de puntos cuánticos (QD) en QDSC es débil a temperatura ambiente. [106] Las nanopartículas plasmónicas se pueden utilizar para abordar la absorción débil de QD (p. Ej., Nanoestrellas). [107] Otra solución es agregar una fuente de bombeo infrarroja externa para excitar la transición intrabanda e interbanda de los QD. [106]
Células solares orgánicas / poliméricas [ editar ]
Las células solares orgánicas y las células solares de polímero se construyen a partir de películas delgadas (típicamente 100 nm) de semiconductores orgánicos que incluyen polímeros, como polifenilenvinileno y compuestos de moléculas pequeñas como ftalocianina de cobre (un pigmento orgánico azul o verde) y fullerenos de carbono y derivados de fullereno como como PCBM .
Pueden procesarse a partir de una solución líquida, lo que ofrece la posibilidad de un proceso simple de impresión de rollo a rollo, lo que puede conducir a una producción económica a gran escala. Además, estas celdas podrían ser beneficiosas para algunas aplicaciones donde la flexibilidad mecánica y la capacidad de desecho son importantes. Sin embargo, las eficiencias actuales de las células son muy bajas y los dispositivos prácticos son esencialmente inexistentes.
Las eficiencias de conversión de energía logradas hasta la fecha utilizando polímeros conductores son muy bajas en comparación con los materiales inorgánicos. Sin embargo, Konarka Power Plastic alcanzó una eficiencia del 8,3% [108] y las células orgánicas en tándem en 2012 alcanzaron el 11,1%. [ cita requerida ]
La región activa de un dispositivo orgánico consta de dos materiales, un donante de electrones y un aceptor de electrones. Cuando un fotón se convierte en un par de huecos de electrones, típicamente en el material donante, las cargas tienden a permanecer unidas en forma de excitón , separándose cuando el excitón se difunde a la interfaz donante-aceptor, a diferencia de la mayoría de los otros tipos de células solares. Las longitudes cortas de difusión del excitón de la mayoría de los sistemas poliméricos tienden a limitar la eficacia de tales dispositivos. Las interfaces nanoestructuradas, a veces en forma de heterouniones masivas, pueden mejorar el rendimiento. [109]
En 2011, investigadores del MIT y del estado de Michigan desarrollaron células solares con una eficiencia energética cercana al 2% con una transparencia para el ojo humano superior al 65%, lograda mediante la absorción selectiva de las partes ultravioleta e infrarroja cercana del espectro con compuestos de moléculas pequeñas. . [110] [111] Investigadores de UCLA desarrollaron más recientemente una celda solar de polímero análogo, siguiendo el mismo enfoque, que es 70% transparente y tiene una eficiencia de conversión de energía del 4%. [112] [113] [114] Estas celdas ligeras y flexibles se pueden producir a granel a bajo costo y se pueden usar para crear ventanas de generación de energía.
En 2013, los investigadores anunciaron células poliméricas con una eficiencia del 3%. Utilizaron copolímeros de bloque , materiales orgánicos autoensamblados que se organizan en capas distintas. La investigación se centró en P3HT-b-PFTBT que se separa en bandas de unos 16 nanómetros de ancho. [115] [116]
Células adaptables [ editar ]
Las células adaptativas cambian sus características de absorción / reflexión según las condiciones ambientales. Un material adaptativo responde a la intensidad y al ángulo de la luz incidente. En la parte de la celda donde la luz es más intensa, la superficie de la celda cambia de reflectante a adaptativa, lo que permite que la luz penetre en la celda. Las otras partes de la celda permanecen reflectantes aumentando la retención de la luz absorbida dentro de la celda. [117]
En 2014, se desarrolló un sistema que combinaba una superficie adaptativa con un sustrato de vidrio que redirigía lo absorbido a un absorbente de luz en los bordes de la hoja. El sistema también incluye una serie de lentes / espejos fijos para concentrar la luz en la superficie adaptable. A medida que avanza el día, la luz concentrada se mueve a lo largo de la superficie de la celda. Esa superficie cambia de reflectante a adaptativa cuando la luz está más concentrada y vuelve a reflectante después de que la luz se mueve. [117]
Texturizado superficial [ editar ]
Durante los últimos años, los investigadores han intentado reducir el precio de las células solares al tiempo que maximizan la eficiencia. La célula solar de película fina es una célula solar rentable de segunda generación con un grosor muy reducido a expensas de la eficiencia de absorción de la luz. Se han realizado esfuerzos para maximizar la eficiencia de absorción de la luz con un espesor reducido. La textura de la superficie es una de las técnicas que se utilizan para reducir las pérdidas ópticas y maximizar la luz absorbida. Actualmente, las técnicas de texturizado de superficies en energía fotovoltaica de silicio están atrayendo mucha atención. El texturizado de la superficie se puede realizar de varias formas. El grabado de un sustrato de silicio monocristalino puede producir pirámides cuadradas distribuidas aleatoriamente en la superficie utilizando grabadores anisotrópicos. [118]Estudios recientes muestran que las obleas de c-Si podrían grabarse para formar pirámides invertidas a nanoescala. Las células solares de silicio multicristalino, debido a su peor calidad cristalográfica, son menos efectivas que las células solares de cristal único, pero las células solares de mc-Si todavía se utilizan ampliamente debido a las menores dificultades de fabricación. Se informa que las células solares multicristalinas se pueden texturizar en la superficie para producir una eficiencia de conversión de energía solar comparable a la de las células de silicio monocristalino, mediante técnicas de grabado isotrópico o fotolitografía. [119] [120]Los rayos de luz incidentes sobre una superficie texturizada no se reflejan en el aire a diferencia de los rayos sobre una superficie plana. Más bien, algunos rayos de luz rebotan nuevamente en la otra superficie debido a la geometría de la superficie. Este proceso mejora significativamente la eficiencia de conversión de luz a electricidad, debido a una mayor absorción de luz. Este efecto de textura, así como la interacción con otras interfaces en el módulo fotovoltaico, es una tarea desafiante de simulación óptica. Un método particularmente eficaz para modelar y optimizar es el formalismo OPTOS . [121] En 2012, los investigadores del MIT informaron que las películas de c-Si texturizadas con pirámides invertidas a nanoescala podrían lograr una absorción de luz comparable a un c-Si plano 30 veces más grueso. [122] En combinación conRecubrimiento antirreflectante , la técnica de texturización de la superficie puede atrapar eficazmente los rayos de luz dentro de una celda solar de silicona de película delgada. En consecuencia, el grosor requerido para las células solares disminuye con el aumento de la absorción de los rayos de luz.
Encapsulación [ editar ]
Las células solares se encapsulan comúnmente en una resina polimérica transparente para proteger las delicadas regiones de las células solares y evitar que entren en contacto con la humedad, la suciedad, el hielo y otras condiciones esperadas durante el funcionamiento o cuando se utilizan al aire libre. Los encapsulantes suelen estar hechos de acetato de polivinilo o vidrio. La mayoría de los encapsulantes son uniformes en estructura y composición, lo que aumenta la recolección de luz debido a que la luz atrapa la reflexión interna total de la luz dentro de la resina. Se han realizado investigaciones para estructurar el encapsulante para proporcionar una mayor recolección de luz. Dichos encapsulantes han incluido superficies de vidrio rugosas, [123] elementos difractivos, [124] conjuntos de prismas, [125] prismas de aire, [126]ranuras en V, [127] elementos difusos, así como matrices de guías de ondas multidireccionales. [128] Los arreglos de prismas muestran un aumento general del 5% en la conversión total de energía solar. [126] Las matrices de guías de onda de banda ancha alineadas verticalmente proporcionan un aumento del 10% a una incidencia normal, así como una mejora de la colección de gran angular de hasta un 4%, [129] con estructuras optimizadas que producen un aumento del 20% en la corriente de cortocircuito. [130] Los recubrimientos activos que convierten la luz infrarroja en luz visible han mostrado un aumento del 30%. [131]Los recubrimientos de nanopartículas que inducen la dispersión de la luz plasmónica aumentan la eficiencia de conversión de gran angular hasta en un 3%. También se han creado estructuras ópticas en materiales de encapsulación para "cubrir" eficazmente los contactos frontales metálicos. [132] [133]
Fabricación [ editar ]
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Las células solares comparten algunas de las mismas técnicas de procesamiento y fabricación que otros dispositivos semiconductores. Sin embargo, los estrictos requisitos de limpieza y control de calidad de la fabricación de semiconductores son más relajados para las células solares, lo que reduce los costos.
Las obleas de silicio policristalino se fabrican mediante el corte de lingotes de silicio moldeados en bloque en forma de obleas de 180 a 350 micrómetros. Las obleas suelen estar ligeramente dopadas de tipo p. Se realiza una difusión superficial de dopantes de tipo n en el lado frontal de la oblea. Esto forma una unión p – n unos cientos de nanómetros por debajo de la superficie.
A continuación, se aplican típicamente revestimientos antirreflejos para aumentar la cantidad de luz acoplada a la célula solar. El nitruro de silicio ha reemplazado gradualmente al dióxido de titanio como material preferido, debido a sus excelentes cualidades de pasivación superficial. Evita la recombinación de portadores en la superficie celular. Se aplica una capa de varios cientos de nanómetros de espesor mediante deposición de vapor químico mejorada con plasma . Algunas células solares tienen superficies frontales texturizadas que, como los recubrimientos antirreflejos, aumentan la cantidad de luz que llega a la oblea. Estas superficies se aplicaron primero al silicio monocristalino, seguido por el silicio multicristalino un poco más tarde.
Se hace un contacto de metal de área completa en la superficie posterior, y un contacto de metal en forma de rejilla formado por "dedos" finos y "barras colectoras" más grandes se imprime en la superficie frontal utilizando una pasta de plata . Esta es una evolución del llamado proceso "húmedo" para aplicar electrodos, descrito por primera vez en una patente estadounidense presentada en 1981 por Bayer AG . [134] El contacto trasero se forma mediante la serigrafía de una pasta de metal, típicamente aluminio. Por lo general, este contacto cubre toda la parte trasera, aunque algunos diseños emplean un patrón de rejilla. Luego, la pasta se cuece a varios cientos de grados Celsius para formar electrodos metálicos en contacto óhmico.con el silicio. Algunas empresas utilizan un paso de galvanoplastia adicional para aumentar la eficiencia. Una vez realizados los contactos metálicos, las células solares se interconectan mediante cables planos o cintas metálicas y se ensamblan en módulos o "paneles solares". Los paneles solares tienen una hoja de vidrio templado en la parte delantera y una encapsulación de polímero en la parte posterior.
Fabricantes y certificación [ editar ]
El Laboratorio Nacional de Energías Renovables prueba y valida tecnologías solares. Tres grupos confiables certifican equipos solares: UL e IEEE (ambos estándares de EE. UU.) E IEC .
Las células solares se fabrican en volumen en Japón, Alemania, China, Taiwán, Malasia y Estados Unidos, mientras que Europa, China, Estados Unidos y Japón han dominado (94% o más a partir de 2013) en sistemas instalados. [136] Otras naciones están adquiriendo una importante capacidad de producción de células solares.
Mundial de producción de células PV / módulo aumentó en un 10% en 2012 a pesar de una disminución del 9% en las inversiones en energía solar de acuerdo con el "Informe de situación PV" anual publicado por la Comisión Europea Centro Común de Investigación 's. Entre 2009 y 2013, la producción de células se ha cuadriplicado. [136] [137] [138]
China [ editar ]
Desde 2013, China ha sido el principal instalador mundial de energía solar fotovoltaica (PV). [136] En septiembre de 2018, el sesenta por ciento de los módulos solares fotovoltaicos del mundo se fabricaban en China. [139] En mayo de 2018, la planta fotovoltaica más grande del mundo se encuentra en el desierto de Tengger en China. [140] En 2018, China agregó más capacidad instalada fotovoltaica (en GW) que los siguientes 9 países juntos. [141]
Malasia [ editar ]
En 2014, Malasia fue el tercer mayor fabricante mundial de equipos fotovoltaicos , detrás de China y la Unión Europea . [142]
Estados Unidos [ editar ]
La producción de energía solar en los EE. UU. Se ha duplicado en los últimos 6 años. [143] Esto fue impulsado primero por la caída del precio del silicio de calidad, [144] [145] [146] y luego simplemente por la caída global del costo de los módulos fotovoltaicos. [140] [147] En 2018, EE. UU. Agregó 10,8 GW de energía solar fotovoltaica instalada, un aumento del 21%. [141]
Eliminación [ editar ]
Las células solares se degradan con el tiempo y pierden su eficiencia. Las células solares en climas extremos, como desérticos o polares, son más propensas a degradarse debido a la exposición a fuertes rayos ultravioleta y cargas de nieve, respectivamente. [148] Por lo general, los paneles solares tienen una vida útil de 25 a 30 años antes de que se desmantelen. [149]
La Agencia Internacional de Energía Renovable estimó que la cantidad de desechos de paneles solares generados en 2016 fue de 43,500 a 250,000 toneladas métricas. Se estima que este número aumentará sustancialmente para 2030, alcanzando un volumen de desechos estimado de 60 a 78 millones de toneladas métricas en 2050. [150]
Reciclaje [ editar ]
Los paneles solares se reciclan mediante diferentes métodos. El proceso de reciclaje incluye un proceso de tres pasos, reciclaje de módulos, reciclaje de células y manejo de desechos, para descomponer los módulos de Si y recuperar varios materiales. Los metales recuperados y el Si son reutilizables para la industria solar y generan $ 11-12,10 por módulo en ingresos a los precios actuales de Ag y Si de grado solar.
Algunos módulos solares (por ejemplo: el módulo solar First Solar CdTe) contienen materiales tóxicos como plomo y cadmio que, al romperse, podrían filtrarse al suelo y contaminar el medio ambiente. La primera planta de reciclaje de paneles solares se inauguró en Rousset, Francia, en 2018. Estaba preparada para reciclar 1300 toneladas de residuos de paneles solares al año y puede aumentar su capacidad a 4000 toneladas. [151] [152]
Ver también [ editar ]
Renewable energy portal
- Anomalous photovoltaic effect
- Autonomous building
- Black silicon
- Electromotive force (Solar cell)
- Energy development
- Flexible substrate
- Green technology
- Hot spot (photovoltaics)
- Inkjet solar cell
- List of photovoltaics companies
- List of types of solar cells
- Maximum power point tracking
- Metallurgical grade silicon
- Microgeneration
- Nanoflake
- Photovoltaics
- P–n junction
- Plasmonic solar cell
- Printed electronics
- Quantum efficiency
- Renewable energy
- Roll-to-roll processing
- Shockley-Queisser limit
- Solar Energy Materials and Solar Cells (journal)
- Solar module quality assurance
- Solar panel
- Solar roof
- Solar shingles
- Solar tracker
- Spectrophotometry
- Theory of solar cells
- Thermophotovoltaics
References[edit]
- ^ a b Solar Cells. chemistryexplained.com
- ^ "Solar cells – performance and use". solarbotic s.net.
- ^ "Technology Roadmap: Solar Photovoltaic Energy" (PDF). IEA. 2014. Archived (PDF) from the original on 7 October 2014. Retrieved 7 October 2014.
- ^ "Photovoltaic System Pricing Trends – Historical, Recent, and Near-Term Projections, 2014 Edition" (PDF). NREL. 22 September 2014. p. 4. Archived (PDF) from the original on 29 March 2015.
- ^ Gevorkian, Peter (2007). Sustainable energy systems engineering: the complete green building design resource. McGraw Hill Professional. ISBN 978-0-07-147359-0.
- ^ "The Nobel Prize in Physics 1921: Albert Einstein", Nobel Prize official page
- ^ Lashkaryov, V. E. (1941) Investigation of a barrier layer by the thermoprobe method Archived 28 September 2015 at the Wayback Machine, Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Fiz. 5, 442–446, English translation: Ukr. J. Phys. 53, 53–56 (2008)
- ^ "Light sensitive device" U.S. Patent 2,402,662 Issue date: June 1946
- ^ Physical Review
- ^ Introduction to the World of Semiconductors (page 7)
- ^ "April 25, 1954: Bell Labs Demonstrates the First Practical Silicon Solar Cell". APS News. American Physical Society. 18 (4). April 2009.
- ^ Tsokos, K. A. (28 January 2010). Physics for the IB Diploma Full Colour. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-13821-5.
- ^ Black, Lachlan E. (2016). New Perspectives on Surface Passivation: Understanding the Si-Al2O3 Interface (PDF). Springer. p. 13. ISBN 9783319325217.
- ^ Lojek, Bo (2007). History of Semiconductor Engineering. Springer Science & Business Media. pp. 120 & 321–323. ISBN 9783540342588.
- ^ Black, Lachlan E. (2016). New Perspectives on Surface Passivation: Understanding the Si-Al2O3 Interface (PDF). Springer. ISBN 9783319325217.
- ^ Garcia, Mark (31 July 2017). "International Space Station Solar Arrays". NASA. Retrieved 10 May 2019.
- ^ Perlin 1999, p. 50.
- ^ a b Perlin 1999, p. 53.
- ^ a b Williams, Neville (2005). Chasing the Sun: Solar Adventures Around the World. New Society Publishers. p. 84. ISBN 9781550923124.
- ^ Jones, Geoffrey; Bouamane, Loubna (2012). "Power from Sunshine": A Business History of Solar Energy (PDF). Harvard Business School. pp. 22–23.
- ^ Perlin 1999, p. 54.
- ^ The National Science Foundation: A Brief History, Chapter IV, NSF 88-16, 15 July 1994 (retrieved 20 June 2015)
- ^ Herwig, Lloyd O. (1999). "Cherry Hill revisited: Background events and photovoltaic technology status". AIP Conference Proceedings. National Center for Photovoltaics (NCPV) 15th Program Review Meeting. AIP Conference Proceedings. 462. p. 785. Bibcode:1999AIPC..462..785H. doi:10.1063/1.58015.
- ^ Deyo, J. N., Brandhorst, H. W., Jr., and Forestieri, A. F., Status of the ERDA/NASA photovoltaic tests and applications project, 12th IEEE Photovoltaic Specialists Conf., 15–18 Nov 1976
- ^ Reed Business Information (18 October 1979). "The multinational connections-who does what where". New Scientist. Reed Business Information. ISSN 0262-4079.
- ^ Buhayar, Noah (28 January 2016) Warren Buffett controls Nevada’s legacy utility. Elon Musk is behind the solar company that’s upending the market. Let the fun begin. Bloomberg Businessweek
- ^ "Sunny Uplands: Alternative energy will no longer be alternative". The Economist. 21 November 2012. Retrieved 28 December 2012.
- ^ $1/W Photovoltaic Systems DOE whitepaper August 2010
- ^ a b Solar Stocks: Does the Punishment Fit the Crime?. 24/7 Wall St. (6 October 2011). Retrieved 3 January 2012.
- ^ Parkinson, Giles (7 March 2013). "Plunging Cost of Solar PV (Graphs)". Clean Technica. Retrieved 18 May 2013.
- ^ "Snapshot of Global PV 1992–2014" (PDF). International Energy Agency – Photovoltaic Power Systems Programme. 30 March 2015. Archived from the original on 30 March 2015.
- ^ "Solar energy – Renewable energy – Statistical Review of World Energy – Energy economics – BP". bp.com.
- ^ a b Yu, Peng; Wu, Jiang; Liu, Shenting; Xiong, Jie; Jagadish, Chennupati; Wang, Zhiming M. (1 December 2016). "Design and fabrication of silicon nanowires towards efficient solar cells" (PDF). Nano Today. 11 (6): 704–737. doi:10.1016/j.nantod.2016.10.001.
- ^ Mann, Sander A.; de Wild-Scholten, Mariska J.; Fthenakis, Vasilis M.; van Sark, Wilfried G.J.H.M.; Sinke, Wim C. (1 November 2014). "The energy payback time of advanced crystalline silicon PV modules in 2020: a prospective study". Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 22 (11): 1180–1194. doi:10.1002/pip.2363. hdl:1874/306424. ISSN 1099-159X.
- ^ "BP Global – Reports and publications – Going for grid parity". Archived from the original on 8 June 2011. Retrieved 4 August 2012.. Bp.com. Retrieved 19 January 2011.
- ^ BP Global – Reports and publications – Gaining on the grid. Bp.com. August 2007.
- ^ The Path to Grid Parity. bp.com
- ^ Peacock, Matt (20 June 2012) Solar industry celebrates grid parity, ABC News.
- ^ Baldwin, Sam (20 April 2011) Energy Efficiency & Renewable Energy: Challenges and Opportunities. Clean Energy SuperCluster Expo Colorado State University. U.S. Department of Energy.
- ^ ENF Ltd. (8 January 2013). "Small Chinese Solar Manufacturers Decimated in 2012 | Solar PV Business News | ENF Company Directory". Enfsolar.com. Retrieved 1 June 2013.
- ^ "What is a solar panel and how does it work?". Energuide.be. Sibelga. Retrieved 3 January 2017.
- ^ Martin, Chris (30 December 2016). "Solar Panels Now So Cheap Manufacturers Probably Selling at Loss". Bloomberg View. Bloomberg LP. Retrieved 3 January 2017.
- ^ Shankleman, Jessica; Martin, Chris (3 January 2017). "Solar Could Beat Coal to Become the Cheapest Power on Earth". Bloomberg View. Bloomberg LP. Retrieved 3 January 2017.
- ^ a b Kumar, Ankush (3 January 2017). "Predicting efficiency of solar cells based on transparent conducting electrodes". Journal of Applied Physics. 121 (1): 014502. Bibcode:2017JAP...121a4502K. doi:10.1063/1.4973117. ISSN 0021-8979.
- ^ "Solar Cell Efficiency | PVEducation". www.pveducation.org. Retrieved 31 January 2018.
- ^ "T.Bazouni: What is the Fill Factor of a Solar Panel". Archived from the original on 15 April 2009. Retrieved 17 February 2009.
- ^ Rühle, Sven (8 February 2016). "Tabulated Values of the Shockley-Queisser Limit for Single Junction Solar Cells". Solar Energy. 130: 139–147. Bibcode:2016SoEn..130..139R. doi:10.1016/j.solener.2016.02.015.
- ^ Vos, A. D. (1980). "Detailed balance limit of the efficiency of tandem solar cells". Journal of Physics D: Applied Physics. 13 (5): 839. Bibcode:1980JPhD...13..839D. doi:10.1088/0022-3727/13/5/018.
- ^ Bullis, Kevin (13 June 2014) Record-Breaking Solar Cell Points the Way to Cheaper Power. MIT Technology Review
- ^ Dimroth, Frank; Tibbits, Thomas N.D.; Niemeyer, Markus; Predan, Felix; Beutel, Paul; Karcher, Christian; Oliva, Eduard; Siefer, Gerald; Lackner, David; et al. (2016). "Four-Junction Wafer Bonded Concentrator Solar Cells". IEEE Journal of Photovoltaics. 6 (1): 343–349. doi:10.1109/jphotov.2015.2501729. S2CID 47576267.
- ^ a b Janz, Stefan; Reber, Stefan (14 September 2015). "20% Efficient Solar Cell on EpiWafer". Fraunhofer ISE. Retrieved 15 October 2015.
- ^ a b Drießen, Marion; Amiri, Diana; Milenkovic, Nena; Steinhauser, Bernd; Lindekugel, Stefan; Benick, Jan; Reber, Stefan; Janz, Stefan (2016). "Solar Cells with 20% Efficiency and Lifetime Evaluation of Epitaxial Wafers". Energy Procedia. 92: 785–790. doi:10.1016/j.egypro.2016.07.069. ISSN 1876-6102.
- ^ Zyg, Lisa (4 June 2015). "Solar cell sets world record with a stabilized efficiency of 13.6%". Phys.org.
- ^ 30.2% Efficiency – New Record for Silicon-based Multi-junction Solar Cell — Fraunhofer ISE. Ise.fraunhofer.de (9 November 2016). Retrieved 15 November 2016.
- ^ Essig, Stephanie; Allebé, Christophe; Remo, Timothy; Geisz, John F.; Steiner, Myles A.; Horowitz, Kelsey; Barraud, Loris; Ward, J. Scott; Schnabel, Manuel (September 2017). "Raising the one-sun conversion efficiency of III–V/Si solar cells to 32.8% for two junctions and 35.9% for three junctions". Nature Energy. 2 (9): 17144. Bibcode:2017NatEn...217144E. doi:10.1038/nenergy.2017.144. ISSN 2058-7546.
- ^ "Monocrystalline Solar Modules". Retrieved 27 August 2020.
- ^ Gaucher, Alexandre; Cattoni, Andrea; Dupuis, Christophe; Chen, Wanghua; Cariou, Romain; Foldyna, Martin; Lalouat, Loı̈c; Drouard, Emmanuel; Seassal, Christian; Roca i Cabarrocas, Pere; Collin, Stéphane (2016). "Ultrathin Epitaxial Silicon Solar Cells with Inverted Nanopyramid Arrays for Efficient Light Trapping". Nano Letters. 16 (9): 5358–64. Bibcode:2016NanoL..16.5358G. doi:10.1021/acs.nanolett.6b01240. PMID 27525513.
- ^ Chen, Wanghua; Cariou, Romain; Foldyna, Martin; Depauw, Valerie; Trompoukis, Christos; Drouard, Emmanuel; Lalouat, Loic; Harouri, Abdelmounaim; Liu, Jia; Fave, Alain; Orobtchouk, Régis; Mandorlo, Fabien; Seassal, Christian; Massiot, Inès; Dmitriev, Alexandre; Lee, Ki-Dong; Cabarrocas, Pere Roca i (2016). "Nanophotonics-based low-temperature PECVD epitaxial crystalline silicon solar cells". Journal of Physics D: Applied Physics. 49 (12): 125603. Bibcode:2016JPhD...49l5603C. doi:10.1088/0022-3727/49/12/125603. ISSN 0022-3727.
- ^ Kobayashi, Eiji; Watabe, Yoshimi; Hao, Ruiying; Ravi, T. S. (2015). "High efficiency heterojunction solar cells on n-type kerfless mono crystalline silicon wafers by epitaxial growth". Applied Physics Letters. 106 (22): 223504. Bibcode:2015ApPhL.106v3504K. doi:10.1063/1.4922196. ISSN 0003-6951.
- ^ Kim, D.S.; et al. (18 May 2003). String ribbon silicon solar cells with 17.8% efficiency (PDF). Proceedings of 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, 2003. 2. pp. 1293–1296. ISBN 978-4-9901816-0-4.
- ^ Wayne McMillan, "The Cast Mono Dilemma" Archived 5 November 2013 at the Wayback Machine, BT Imaging
- ^ Pearce, J.; Lau, A. (2002). "Net Energy Analysis for Sustainable Energy Production from Silicon Based Solar Cells" (PDF). Solar Energy. p. 181. doi:10.1115/SED2002-1051. ISBN 978-0-7918-1689-9.[dead link]
- ^ Edoff, Marika (March 2012). "Thin Film Solar Cells: Research in an Industrial Perspective". AMBIO. 41 (2): 112–118. doi:10.1007/s13280-012-0265-6. ISSN 0044-7447. PMC 3357764. PMID 22434436.
- ^ a b Fthenakis, Vasilis M. (2004). "Life cycle impact analysis of cadmium in CdTe PV production" (PDF). Renewable and Sustainable Energy Reviews. 8 (4): 303–334. doi:10.1016/j.rser.2003.12.001.
- ^ "IBM and Tokyo Ohka Kogyo Turn Up Watts on Solar Energy Production", IBM
- ^ Collins, R. W.; Ferlauto, A. S.; Ferreira, G. M.; Chen, C.; Koh, J.; Koval, R. J.; Lee, Y.; Pearce, J. M.; Wronski, C. R. (2003). "Evolution of microstructure and phase in amorphous, protocrystalline, and microcrystalline silicon studied by real time spectroscopic ellipsometry". Solar Energy Materials and Solar Cells. 78 (1–4): 143. doi:10.1016/S0927-0248(02)00436-1.
- ^ Pearce, J. M.; Podraza, N.; Collins, R. W.; Al-Jassim, M. M.; Jones, K. M.; Deng, J.; Wronski, C. R. (2007). "Optimization of open circuit voltage in amorphous silicon solar cells with mixed-phase (amorphous+nanocrystalline) p-type contacts of low nanocrystalline content" (PDF). Journal of Applied Physics. 101 (11): 114301–114301–7. Bibcode:2007JAP...101k4301P. doi:10.1063/1.2714507. Archived from the original (PDF) on 13 June 2009.
- ^ Yablonovitch, Eli; Miller, Owen D.; Kurtz, S. R. (2012). "The opto-electronic physics that broke the efficiency limit in solar cells". 2012 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference. p. 001556. doi:10.1109/PVSC.2012.6317891. ISBN 978-1-4673-0066-7. S2CID 30141399.
- ^ "Photovoltaics Report" (PDF). Fraunhofer ISE. 28 July 2014. Archived (PDF) from the original on 31 August 2014. Retrieved 31 August 2014.
- ^ Oku, Takeo; Kumada, Kazuma; Suzuki, Atsushi; Kikuchi, Kenji (June 2012). "Effects of germanium addition to copper phthalocyanine/fullerene-based solar cells". Central European Journal of Engineering. 2 (2): 248–252. Bibcode:2012CEJE....2..248O. doi:10.2478/s13531-011-0069-7. S2CID 136518369.
- ^ Triple-Junction Terrestrial Concentrator Solar Cells. (PDF) Retrieved 3 January 2012.
- ^ Clarke, Chris (19 April 2011) San Jose Solar Company Breaks Efficiency Record for PV. Optics.org. Retrieved 19 January 2011.
- ^ Cariou, Romain; Chen, Wanghua; Maurice, Jean-Luc; Yu, Jingwen; Patriarche, Gilles; Mauguin, Olivia; Largeau, Ludovic; Decobert, Jean; Roca i Cabarrocas, Pere (2016). "Low temperature plasma enhanced CVD epitaxial growth of silicon on GaAs: a new paradigm for III-V/Si integration". Scientific Reports. 6: 25674. Bibcode:2016NatSR...625674C. doi:10.1038/srep25674. ISSN 2045-2322. PMC 4863370. PMID 27166163.
- ^ Smith, David D.; Cousins, Peter; Westerberg, Staffan; Jesus-Tabajonda, Russelle De; Aniero, Gerly; Shen, Yu-Chen (2014). "Toward the Practical Limits of Silicon Solar Cells". IEEE Journal of Photovoltaics. 4 (6): 1465–1469. doi:10.1109/JPHOTOV.2014.2350695. S2CID 33022605.
- ^ Almansouri, Ibraheem; Ho-Baillie, Anita; Bremner, Stephen P.; Green, Martin A. (2015). "Supercharging Silicon Solar Cell Performance by Means of Multijunction Concept". IEEE Journal of Photovoltaics. 5 (3): 968–976. doi:10.1109/JPHOTOV.2015.2395140. S2CID 8477762.
- ^ Essig, Stephanie; Steiner, Myles A.; Allebe, Christophe; Geisz, John F.; Paviet-Salomon, Bertrand; Ward, Scott; Descoeudres, Antoine; Lasalvia, Vincenzo; Barraud, Loris; Badel, Nicolas; Faes, Antonin; Levrat, Jacques; Despeisse, Matthieu; Ballif, Christophe; Stradins, Paul; Young, David L. (2016). "Realization of GaInP/Si Dual-Junction Solar Cells with 29.8% 1-Sun Efficiency". IEEE Journal of Photovoltaics. 6 (4): 1012–1019. doi:10.1109/JPHOTOV.2016.2549746.
- ^ Richter, Armin; Hermle, Martin; Glunz, Stefan W. (2013). "Reassessment of the Limiting Efficiency for Crystalline Silicon Solar Cells". IEEE Journal of Photovoltaics. 3 (4): 1184–1191. doi:10.1109/JPHOTOV.2013.2270351. S2CID 6013813.
- ^ https://www.nrel.gov/pv/assets/pdfs/best-research-cell-efficiencies.20200922.pdf
- ^ Kosasih, Felix Utama; Ducati, Caterina (May 2018). "Characterising degradation of perovskite solar cells through in-situ and operando electron microscopy". Nano Energy. 47: 243–256. doi:10.1016/j.nanoen.2018.02.055.
- ^ Tian, Xueyu; Stranks, Samuel D.; You, Fengqi (July 2020). "Life cycle energy use and environmental implications of high-performance perovskite tandem solar cells". Science Advances. 6 (31): eabb0055. Bibcode:2020SciA....6B..55T. doi:10.1126/sciadv.abb0055. ISSN 2375-2548. PMC 7399695. PMID 32789177.
- ^ Gong, Jian; Darling, Seth B.; You, Fengqi (3 July 2015). "Perovskite photovoltaics: life-cycle assessment of energy and environmental impacts". Energy & Environmental Science. 8 (7): 1953–1968. doi:10.1039/C5EE00615E. ISSN 1754-5706.
- ^ "Radiation energy transducing device". Mori Hiroshi, Hayakawa Denki Kogyo KK. 3 October 1961. Cite journal requires
|journal=(help)CS1 maint: others (link) - ^ (A1) ES 453575 (A1) A. Luque: "Procedimiento para obtener células solares bifaciales" filing date 5 May 1977
- ^ (A) US 4169738 (A) A. Luque: "Double-sided solar cell with self-refrigerating concentrator" filing date 21 November 1977
- ^ Luque, A.; Cuevas, A.; Eguren, J. (1978). "Solar-Cell Behavior under Variable Surface Recombination Velocity and Proposal of a Novel Structure". Solid-State Electronics. 21 (5): 793–794. Bibcode:1978SSEle..21..793L. doi:10.1016/0038-1101(78)90014-X.
- ^ Cuevas, A.; Luque, A.; Eguren, J.; Alamo, J. del (1982). "50 Per cent more output power from an albedo-collecting flat panel using bifacial solar cells". Solar Energy. 29 (5): 419–420. Bibcode:1982SoEn...29..419C. doi:10.1016/0038-092x(82)90078-0.
- ^ "International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) – Home". www.itrpv.net. Retrieved 20 February 2018.
- ^ a b Sun, Xingshu; Khan, Mohammad Ryyan; Deline, Chris; Alam, Muhammad Ashraful (2018). "Optimization and performance of bifacial solar modules: A global perspective". Applied Energy. 212: 1601–1610. arXiv:1709.10026. doi:10.1016/j.apenergy.2017.12.041. S2CID 117375370.
- ^ Khan, M. Ryyan; Hanna, Amir; Sun, Xingshu; Alam, Muhammad A. (2017). "Vertical bifacial solar farms: Physics, design, and global optimization". Applied Energy. 206: 240–248. arXiv:1704.08630. Bibcode:2017arXiv170408630R. doi:10.1016/j.apenergy.2017.08.042. S2CID 115039440.
- ^ Burnham, Performance of Bifacial Photovoltaic Modules on a Dual-Axis Tracker in a High-Latitude, High-Albedo Environment, 2019 IEEE 46th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), Chicago, IL, USA, 2019, pp. 1320-1327.
- ^ Zhao, Binglin; Sun, Xingshu; Khan, Mohammad Ryyan; Alam, Muhammad Ashraful (19 February 2018). "Purdue Bifacial Module Calculator". doi:10.4231/d3542jb3c. Cite journal requires
|journal=(help) - ^ Luque, Antonio; Martí, Antonio (1997). "Increasing the Efficiency of Ideal Solar Cells by Photon Induced Transitions at Intermediate Levels". Physical Review Letters. 78 (26): 5014–5017. Bibcode:1997PhRvL..78.5014L. doi:10.1103/PhysRevLett.78.5014.
- ^ Okada, Yoshitaka, Tomah Sogabe, and Yasushi Shoji (2014). "Ch. 13: Intermediate Band Solar Cells". In Arthur J. Nozik, Gavin Conibeer, and Matthew C. Beard (ed.). Advanced Concepts in Photovoltaics. Energy and Environment Series. Vol. 11. Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry. pp. 425–54. doi:10.1039/9781849739955-00425. ISBN 978-1-84973-995-5.
|volume=has extra text (help)CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ^ Researchers use liquid inks to create better solar cells, Phys.org, 17 September 2014, Shaun Mason
- ^ Hernández-Rodríguez, M.A.; Imanieh, M.H.; Martín, L.L.; Martín, I.R. (September 2013). "Experimental enhancement of the photocurrent in a solar cell using upconversion process in fluoroindate glasses exciting at 1480nm". Solar Energy Materials and Solar Cells. 116: 171–175. doi:10.1016/j.solmat.2013.04.023.
- ^ Wang, Peng; Zakeeruddin, Shaik M.; Moser, Jacques E.; Nazeeruddin, Mohammad K.; Sekiguchi, Takashi; Grätzel, Michael (June 2003). "A stable quasi-solid-state dye-sensitized solar cell with an amphiphilic ruthenium sensitizer and polymer gel electrolyte". Nature Materials. 2 (6): 402–407. Bibcode:2003NatMa...2..402W. doi:10.1038/nmat904. ISSN 1476-4660. PMID 12754500. S2CID 27383758.
- ^ Dye Sensitized Solar Cells. G24i.com (2 April 2014). Retrieved 20 April 2014.
- ^ Sharma, Darshan; Jha, Ranjana; Kumar, Shiv (1 October 2016). "Quantum dot sensitized solar cell: Recent advances and future perspectives in photoanode". Solar Energy Materials and Solar Cells. 155: 294–322. doi:10.1016/j.solmat.2016.05.062. ISSN 0927-0248.
- ^ Semonin, O. E.; Luther, J. M.; Choi, S.; Chen, H.-Y.; Gao, J.; Nozik, A. J.; Beard, M. C. (2011). "Peak External Photocurrent Quantum Efficiency Exceeding 100% via MEG in a Quantum Dot Solar Cell". Science. 334 (6062): 1530–3. Bibcode:2011Sci...334.1530S. doi:10.1126/science.1209845. PMID 22174246. S2CID 36022754.
- ^ Kamat, Prashant V. (2012). "Boosting the Efficiency of Quantum Dot Sensitized Solar Cells through Modulation of Interfacial Charge Transfer". Accounts of Chemical Research. 45 (11): 1906–15. doi:10.1021/ar200315d. PMID 22493938.
- ^ Santra, Pralay K.; Kamat, Prashant V. (2012). "Mn-Doped Quantum Dot Sensitized Solar Cells: A Strategy to Boost Efficiency over 5%". Journal of the American Chemical Society. 134 (5): 2508–11. doi:10.1021/ja211224s. PMID 22280479.
- ^ Moon, Soo-Jin; Itzhaik, Yafit; Yum, Jun-Ho; Zakeeruddin, Shaik M.; Hodes, Gary; GräTzel, Michael (2010). "Sb2S3-Based Mesoscopic Solar Cell using an Organic Hole Conductor". The Journal of Physical Chemistry Letters. 1 (10): 1524. doi:10.1021/jz100308q.
- ^ Du, Jun; Du, Zhonglin; Hu, Jin-Song; Pan, Zhenxiao; Shen, Qing; Sun, Jiankun; Long, Donghui; Dong, Hui; Sun, Litao; Zhong, Xinhua; Wan, Li-Jun (2016). "Zn–Cu–In–Se Quantum Dot Solar Cells with a Certified Power Conversion Efficiency of 11.6%". Journal of the American Chemical Society. 138 (12): 4201–4209. doi:10.1021/jacs.6b00615. PMID 26962680.
- ^ Solar Cell Research || The Prashant Kamat lab at the University of Notre Dame. Nd.edu (22 February 2007). Retrieved 17 May 2012.
- ^ Genovese, Matthew P.; Lightcap, Ian V.; Kamat, Prashant V. (2012). "Sun-BelievableSolar Paint. A Transformative One-Step Approach for Designing Nanocrystalline Solar Cells". ACS Nano. 6 (1): 865–72. doi:10.1021/nn204381g. PMID 22147684.
- ^ a b Yu, Peng; Wu, Jiang; Gao, Lei; Liu, Huiyun; Wang, Zhiming (1 March 2017). "InGaAs and GaAs quantum dot solar cells grown by droplet epitaxy". Solar Energy Materials and Solar Cells. 161: 377–381. doi:10.1016/j.solmat.2016.12.024.
- ^ Wu, Jiang; Yu, Peng; Susha, Andrei S.; Sablon, Kimberly A.; Chen, Haiyuan; Zhou, Zhihua; Li, Handong; Ji, Haining; Niu, Xiaobin (1 April 2015). "Broadband efficiency enhancement in quantum dot solar cells coupled with multispiked plasmonic nanostars". Nano Energy. 13: 827–835. doi:10.1016/j.nanoen.2015.02.012.
- ^ Konarka Power Plastic reaches 8.3% efficiency. pv-tech.org. Retrieved 7 May 2011.
- ^ Mayer, A.; Scully, S.; Hardin, B.; Rowell, M.; McGehee, M. (2007). "Polymer-based solar cells". Materials Today. 10 (11): 28. doi:10.1016/S1369-7021(07)70276-6.
- ^ Lunt, R. R.; Bulovic, V. (2011). "Transparent, near-infrared organic photovoltaic solar cells for window and energy-scavenging applications". Applied Physics Letters. 98 (11): 113305. Bibcode:2011ApPhL..98k3305L. doi:10.1063/1.3567516.
- ^ Rudolf, John Collins (20 April 2011). "Transparent Photovoltaic Cells Turn Windows into Solar Panels". green.blogs.nytimes.com.
- ^ "UCLA Scientists Develop Transparent Solar Cell". Enviro-News.com. 24 July 2012. Archived from the original on 27 July 2012.
- ^ Lunt, R. R.; Osedach, T. P.; Brown, P. R.; Rowehl, J. A.; Bulović, V. (2011). "Practical Roadmap and Limits to Nanostructured Photovoltaics". Advanced Materials. 23 (48): 5712–27. doi:10.1002/adma.201103404. hdl:1721.1/80286. PMID 22057647.
- ^ Lunt, R. R. (2012). "Theoretical limits for visibly transparent photovoltaics". Applied Physics Letters. 101 (4): 043902. Bibcode:2012ApPhL.101d3902L. doi:10.1063/1.4738896.
- ^ Guo, C.; Lin, Y. H.; Witman, M. D.; Smith, K. A.; Wang, C.; Hexemer, A.; Strzalka, J.; Gomez, E. D.; Verduzco, R. (2013). "Conjugated Block Copolymer Photovoltaics with near 3% Efficiency through Microphase Separation". Nano Letters. 13 (6): 2957–63. Bibcode:2013NanoL..13.2957G. doi:10.1021/nl401420s. PMID 23687903.
- ^ "Organic polymers create new class of solar energy devices". Kurzweil Accelerating Institute. 31 May 2013. Retrieved 1 June 2013.
- ^ a b Bullis, Kevin (30 July 2014) Adaptive Material Could Cut the Cost of Solar in Half. MIT Technology Review
- ^ Campbell, Patrick; Green, Martin A. (February 1987). "Light Trapping Properties of Pyramidally textured surfaces". Journal of Applied Physics. 62 (1): 243–249. Bibcode:1987JAP....62..243C. doi:10.1063/1.339189.
- ^ Zhao, Jianhua; Wang, Aihua; Green, Martin A. (May 1998). "19.8% efficient "honeycomb" textured multicrystalline and 24.4% monocrystalline silicon solar cells". Applied Physics Letters. 73 (14): 1991–1993. Bibcode:1998ApPhL..73.1991Z. doi:10.1063/1.122345.
- ^ Hauser, H.; Michl, B.; Kubler, V.; Schwarzkopf, S.; Muller, C.; Hermle, M.; Blasi, B. (2011). "Nanoimprint Lithography for Honeycomb Texturing of Multicrystalline Silicon". Energy Procedia. 8: 648–653. doi:10.1016/j.egypro.2011.06.196.
- ^ Tucher, Nico; Eisenlohr, Johannes; Gebrewold, Habtamu; Kiefel, Peter; Höhn, Oliver; Hauser, Hubert; Goldschmidt, Jan Christoph; Bläsi, Benedikt (11 July 2016). "Optical simulation of photovoltaic modules with multiple textured interfaces using the matrix-based formalism OPTOS". Optics Express. 24 (14): A1083–A1093. Bibcode:2016OExpr..24A1083T. doi:10.1364/OE.24.0A1083. PMID 27410896.
- ^ Mavrokefalos, Anastassios; Han, Sang Eon.; Yerci, Selcuk; Branham, M.S.; Chen, Gang. (June 2012). "Efficient Light Trapping in Inverted Nanopyramid Thin Crystalline Silicon Membranes for Solar Cell Applications". Nano Letters. 12 (6): 2792–2796. Bibcode:2012NanoL..12.2792M. doi:10.1021/nl2045777. hdl:1721.1/86899. PMID 22612694.
- ^ Jaus, J.; Pantsar, H.; Eckert, J.; Duell, M.; Herfurth, H.; Doble, D. (2010). "Light management for reduction of bus bar and gridline shadowing in photovoltaic modules". 2010 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference. p. 000979. doi:10.1109/PVSC.2010.5614568. ISBN 978-1-4244-5890-5. S2CID 30512545.
- ^ Mingareev, I.; Berlich, R.; Eichelkraut, T. J.; Herfurth, H.; Heinemann, S.; Richardson, M. C. (6 June 2011). "Diffractive optical elements utilized for efficiency enhancement of photovoltaic modules". Optics Express. 19 (12): 11397–404. Bibcode:2011OExpr..1911397M. doi:10.1364/OE.19.011397. PMID 21716370.
- ^ Uematsu, T; Yazawa, Y; Miyamura, Y; Muramatsu, S; Ohtsuka, H; Tsutsui, K; Warabisako, T (1 March 2001). "Static concentrator photovoltaic module with prism array". Solar Energy Materials and Solar Cells. PVSEC 11 – PART III. 67 (1–4): 415–423. doi:10.1016/S0927-0248(00)00310-X.
- ^ a b Chen, Fu-hao; Pathreeker, Shreyas; Kaur, Jaspreet; Hosein, Ian D. (31 October 2016). "Increasing light capture in silicon solar cells with encapsulants incorporating air prisms to reduce metallic contact losses". Optics Express. 24 (22): A1419–A1430. Bibcode:2016OExpr..24A1419C. doi:10.1364/oe.24.0a1419. PMID 27828526.
- ^ Korech, Omer; Gordon, Jeffrey M.; Katz, Eugene A.; Feuermann, Daniel; Eisenberg, Naftali (1 October 2007). "Dielectric microconcentrators for efficiency enhancement in concentrator solar cells". Optics Letters. 32 (19): 2789–91. Bibcode:2007OptL...32.2789K. doi:10.1364/OL.32.002789. PMID 17909574.
- ^ Hosein, Ian D.; Lin, Hao; Ponte, Matthew R.; Basker, Dinesh K.; Saravanamuttu, Kalaichelvi (3 November 2013). Enhancing Solar Energy Light Capture with Multi-Directional Waveguide Lattices. Renewable Energy and the Environment. pp. RM2D.2. doi:10.1364/OSE.2013.RM2D.2. ISBN 978-1-55752-986-2.
- ^ Biria, Saeid; Chen, Fu Hao; Pathreeker, Shreyas; Hosein, Ian D. (22 December 2017). "Polymer Encapsulants Incorporating Light-Guiding Architectures to Increase Optical Energy Conversion in Solar Cells". Advanced Materials. 30 (8): 1705382. doi:10.1002/adma.201705382. PMID 29271510.
- ^ Biria, Saeid; Chen, Fu-Hao; Hosein, Ian D. (2019). "Enhanced Wide-Angle Energy Conversion Using Structure-Tunable Waveguide Arrays as Encapsulation Materials for Silicon Solar Cells". Physica Status Solidi A. 0 (2): 1800716. Bibcode:2019PSSAR.21600716B. doi:10.1002/pssa.201800716.
- ^ Huang, Zhiyuan; Li, Xin; Mahboub, Melika; Hanson, Kerry M.; Nichols, Valerie M.; Le, Hoang; Tang, Ming L.; Bardeen, Christopher J. (12 August 2015). "Hybrid Molecule–Nanocrystal Photon Upconversion Across the Visible and Near-Infrared". Nano Letters. 15 (8): 5552–5557. Bibcode:2015NanoL..15.5552H. doi:10.1021/acs.nanolett.5b02130. PMID 26161875.
- ^ Schumann, Martin F.; Langenhorst, Malte; Smeets, Michael; Ding, Kaining; Paetzold, Ulrich W.; Wegener, Martin (4 July 2017). "All-Angle Invisibility Cloaking of Contact Fingers on Solar Cells by Refractive Free-Form Surfaces". Advanced Optical Materials. 5 (17): 1700164. doi:10.1002/adom.201700164.
- ^ Langenhorst, Malte; Schumann, Martin F.; Paetel, Stefan; Schmager, Raphael; Lemmer, Uli; Richards, Bryce S.; Wegener, Martin; Paetzold, Ulrich W. (1 August 2018). "Freeform surface invisibility cloaking of interconnection lines in thin-film photovoltaic modules". Solar Energy Materials and Solar Cells. 182: 294–301. doi:10.1016/j.solmat.2018.03.034.
- ^ Fitzky, Hans G. and Ebneth, Harold (24 May 1983) U.S. Patent 4,385,102, "Large-area photovoltaic cell"
- ^ Pv News November 2012. Greentech Media. Retrieved 3 June 2012.
- ^ a b c Jäger-Waldau, Arnulf (September 2013) PV Status Report 2013. European Commission, Joint Research Centre, Institute for Energy and Transport.
- ^ PV production grows despite a crisis-driven decline in investment. European Commission, Brussels, 30 September 2013
- ^ PV Status Report 2013 | Renewable Energy Mapping and Monitoring in Europe and Africa (REMEA). Iet.jrc.ec.europa.eu (11 April 2014). Retrieved 20 April 2014.
- ^ Baraniuk, Chris. "How China's giant solar farms are transforming world energy". www.bbc.com. Retrieved 24 October 2019.
- ^ a b "IEEFA Report: Advances in Solar Energy Accelerate Global Shift in Electricity Generation". Institute for Energy Economics & Financial Analysis. 21 May 2018. Retrieved 24 October 2019.
- ^ a b http://www.iea-pvps.org/fileadmin/dam/public/report/statistics/IEA-PVPS_T1_35_Snapshot2019-Report.pdf
- ^ "Solar Rises in Malaysia During Trade Wars Over Panels". New York Times. 12 December 2014.
- ^ "Solar Energy Capacity in U.S. Cities Has Doubled in the Last 6 Years". Yale E360. Retrieved 24 October 2019.
- ^ Plunging Cost Of Solar PV (Graphs). CleanTechnica (7 March 2013). Retrieved 20 April 2014.
- ^ Falling silicon prices shakes up solar manufacturing industry. Down To Earth (19 September 2011). Retrieved 20 April 2014.
- ^ "Silicon price by type U.S. 2018". Statista. Retrieved 24 October 2019.
- ^ "How Solar Panel Cost & Efficiency Change Over Time | EnergySage". Solar News. 4 July 2019. Retrieved 24 October 2019.
- ^ Jordan, Dirk C.; Kurtz, Sarah R. (June 2012). "Photovoltaic Degradation Rates – An Analytical Review" (PDF). Progress in Photovoltaics: Research and Applications. Retrieved 6 March 2019.
- ^ How long do solar panels last?. CleanTechnica (4 February 2019). Retrieved 6 March 2019.
- ^ End-of-Life Management: Solar Photovoltaic Panels. International Renewable Energy Agency (June 2016). Retrieved 6 March 2019.
- ^ If Solar Panels Are So Clean, Why Do They Produce So Much Toxic Waste?. Forbes (23 May 2018). Retrieved 6 March 2019.
- ^ Europe's First Solar Panel Recycling Plant Opens in France. Reuters (25 June 2018). Retrieved 6 March 2019.
Bibliography[edit]
- Perlin, John (1999). From space to Earth: the story of solar electricity. Earthscan. p. 50. ISBN 978-0-937948-14-9.
External links[edit]
 | Wikimedia Commons has media related to Solar cells. |
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- PV Lighthouse Calculators and Resources for photovoltaic scientists and engineers
- Photovoltaics CDROM online
- Solar cell manufacturing techniques
- Renewable Energy: Solar at Curlie
- Solar Energy Laboratory at University of Southampton
- NASA's Photovoltaic Info
- Green, M. A.; Emery, K.; Hishikawa, Y.; Warta, W. (2010). "Solar cell efficiency tables (version 36)". Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 18 (5): 346. doi:10.1002/pip.1021.
- "Electric Energy From Sun Produced by Light Cell" Popular Mechanics, July 1931 article on various 1930s research on solar cells
- Wong, L. H.; Zakutayev, A.; Major, J. D.; Hao, X.; Walsh, A.; Todorov, T. K.; Saucedo, E. (2019). "Emerging inorganic solar cell efficiency tables (Version 1)". Journal of Physics: Energy. Accepted manuscript. doi: 10.1088/2515-7655/ab2338 [1]
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