現在のソーラー パネルの変換効率が低い主な理由は、「低エネルギー光子エネルギー」と「高エネルギー光子エネルギー」の損失です。-これらはどちらも、ソーラー パネルの理論上の限界効率を約 40% に制限します。-以下に損失メカニズムごとの改善方法を簡単に説明します。
1. 低エネルギーの光子エネルギー損失を減らす-
たとえば、低バンドギャップの光電子半導体材料を使用すると、一般的な結晶シリコンのバンドギャップは 1.1 eV であるため、1100 nm より短い波長の光子しか吸収できません。
2.高エネルギー光子のエネルギー損失を低減する
高バンドギャップ光電子半導体材料の使用。最初の 2 つのポイントを要約すると、マルチバンドギャップ半導体材料を組み合わせることで、異なるエネルギーを持つ光子の利用率を効果的に向上させることができます。-
3．吸収効率と反射損失を低減します。(1) 光吸収係数の高い半導体材料を使用するように努めます。 （２）金属電極の面積を縮小し、一部の金属電極を透明導電性電極に置き換える。 (3) 材料の表面粗さを大きくし、反射層材料を使用して表面反射による反射損失を低減します。
4．開路電圧損失を低減します。原料の不純物濃度やフェルミ準位を調整します。
5. 曲線因子の損失を低減します。(1) 表面パッシベーション層を使用して、ソーラー パネル表面または背面電極の表面のダングリング ボンドを低減します。 (2) 高純度 (低不純物) のソーラー パネル材料とより優れた製造プロセスを使用して、デバイスの内部体積再結合を削減します。 (3) 電極として良好な導体を使用し、より優れた電極構造設計を採用して直列抵抗を低減します。
