Fill Factor Losses in mc-Si Solar Cells

Abstract

Досліджено нефундаментальні втрати ефективності сонячних елементів із мультикристалічного кремнію. Вони значною мірою визначаються якістю діоду і паразитними омічними опорами, що приводять до зменшення коефіцієнту заповнення. Втрати фактору заповнення сонячних елементів із мультикристалічного кремнію були проаналізовані за допомогою випробувань промислової партії сонячних елементів в умовах випромінювання AM1.5. Спостережуване зменшення фактору заповнення при збільшені як струму насичення, так і фактору ідеальності діоду пояснюється їхньою експоненціальною залежністю, яка була встановлена експериментально. Додатково, було оцінено і обговорено втрати максимальної потужності сонячних елементів через омічні паразитні опори. Отримані результати можуть бути використані для підвищення ефективності сонячних елементів і, таким чином, знизити вартість сонячної електроенергії.

Исследованы нефундаментальные потери эффективности солнечных элементов с мультикристаллического кремния. Они в значительной мере определяются качеством диода и паразитными омическими сопротивлениями, приводящих к уменьшению коэффициента заполнения. Потери фактора заполнения солнечных элементов с мультикристаллического кремния были проанализированы с помощью испытаний промышленной партии солнечных элементов в условиях излучения AM1.5. Наблюдаемое уменьшение фактора заполнения при увеличении как тока насыщения, так и фактора идеальности диода объясняется их экспоненциальной зависимостью, которая была установлена экспериментально. Дополнительно, было оценено и обсуждены потери максимальной мощности солнечных элементов через омические паразитные опоры. Полученны результаты могут быть использованы для повышения эффективности солнечных элементов и, таким образом, снизить стоимость солнечной электроэнергии.

Non-fundamental losses in mc-Si solar cells have been studied. These efficiency losses significantly depend on diode quality and parasitic ohmic resistances that result in the fill factor losses. The fill factor losses in mc-Si solar cells were analyzed by testing of the industrial solar cell lot under AM1.5 conditions. The observed fill factor reduction due to both dark saturation current and diode ideality factor increasing is explained by their exponential relationship which has been found experimentally. Additionally, solar cell maximum power losses through the parasitic ohmic resistances have been estimated and discussed. The obtained results may be used to a solar cell efficiency enhancement and hence reduction in a solar electricity cost.