PVMD Delft University of Technology Learning objectives What is - PowerPoint PPT Presentation

Solar ¡cell ¡losses ¡and ¡design ¡part ¡1 Arno ¡Smets PVMD Delft University of Technology

Learning ¡objectives What ¡is ¡the ¡function ¡of ¡the ¡various ¡parts ¡of ¡the ¡solar ¡cell • What ¡are the ¡main ¡losses ¡in ¡solar ¡cells • How ¡do ¡they ¡lead ¡to ¡the ¡solar ¡cell ¡design ¡rules •

Solar ¡cell Front ¡ electrode ARC TCO-­‑layer ¡ Emitter ¡layer Absorber ¡layer Back ¡surface ¡field Back ¡electrode

Solar ¡cell Absorber ¡layer Front ¡ electrode ARC Charge ¡carrier ¡generation TCO-­‑layer ¡ Emitter ¡layer Absorber ¡layer Back ¡surface ¡field Back ¡electrode

Solar ¡cell Absorber ¡layer Front ¡ electrode ARC Charge ¡carrier ¡generation Emitter ¡layer TCO-­‑layer ¡ Charge ¡carrier ¡separation ¡and ¡collection ¡ Emitter ¡layer Absorber ¡layer Back ¡surface ¡field Back ¡electrode

Solar ¡cell Absorber ¡layer Front ¡ electrode ARC Charge ¡carrier ¡generation Emitter ¡layer TCO-­‑layer ¡ Charge ¡carrier ¡separation ¡and ¡collection ¡ Emitter ¡layer Back ¡surface ¡field ¡ Charge ¡carrier ¡separation ¡and ¡collection ¡ Absorber ¡layer Back ¡surface ¡field Back ¡electrode

Solar ¡cell Absorber ¡layer Front ¡ electrode ARC Charge ¡carrier ¡generation Emitter ¡layer TCO-­‑layer ¡ Charge ¡carrier ¡separation ¡and ¡collection ¡ Emitter ¡layer Back ¡surface ¡field ¡ Charge ¡carrier ¡separation ¡and ¡collection ¡ Electrodes Absorber ¡layer Electron ¡conduction ¡to ¡external ¡circuit ¡ Back ¡surface ¡field Back ¡electrode

Solar ¡cell Absorber ¡layer Front ¡ electrode ARC Charge ¡carrier ¡generation Emitter ¡layer TCO-­‑layer ¡ Charge ¡carrier ¡separation ¡and ¡collection ¡ Emitter ¡layer Back ¡surface ¡field ¡ Charge ¡carrier ¡separation ¡and ¡collection ¡ Electrodes Absorber ¡layer Electron ¡conduction ¡to ¡external ¡circuit ¡ Transparent ¡conductive ¡oxide ¡(TCO) Lateral ¡movement ¡of ¡charge ¡carriers Back ¡surface ¡field Back ¡electrode

Solar ¡cell Absorber ¡layer Front ¡ electrode ARC Charge ¡carrier ¡generation Emitter ¡layer TCO-­‑layer ¡ Charge ¡carrier ¡separation ¡and ¡collection ¡ Emitter ¡layer Back ¡surface ¡field ¡ Charge ¡carrier ¡separation ¡and ¡collection ¡ Electrodes Absorber ¡layer Electron ¡conduction ¡to ¡external ¡circuit ¡ Transparent ¡conductive ¡oxide ¡(TCO) Lateral ¡movement ¡of ¡charge ¡carriers Back ¡surface ¡field Anti ¡reflection ¡coating ¡(ARC) Back ¡electrode Maximizing ¡light ¡transmission ¡into ¡cell

Losses Optical ¡losses Electrical ¡losses Spectral ¡mismatch Thermalization Non-­‑absorption

Spectral ¡mismatch Energy ¡(eV) E G 4.13 2.07 1.38 1.03 0.83 0.69 0.59 0.52 4.13 2.07 1.38 1.03 0.83 0.69 0.59 0.52 1.8 1.8 Thermalization 1.6 1.6 1.4 1.4 P(λ) ¡(W ¡m -­‑2 ¡ nm -­‑1 ) 1.2 1.2 1.0 1.0 0.8 0.8 Non-­‑absorption 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0.0 0.0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 Wavelength ¡(nm)