A generic concept to overcome bandgap limitations for designing highly efficient multi-junction photovoltaic cells

Beitrag in einer Fachzeitschrift
(Originalarbeit)


Details zur Publikation

Autor(en): Guo F, Li N, Fecher FW, Gasparini N, Ramírez Quiroz CO, Bronnbauer C, Hou Y, Radmilovic VV, Radmilovic VR, Spiecker E, Forberich K, Brabec C
Zeitschrift: Nature Communications
Verlag: Nature Publishing Group: Nature Communications
Jahr der Veröffentlichung: 2015
Band: 6
ISSN: 2041-1723


Abstract


The multi-junction concept is the most relevant approach to overcome the Shockley-Queisser limit for single-junction photovoltaic cells. The record efficiencies of several types of solar technologies are held by series-connected tandem configurations. However, the stringent current-matching criterion presents primarily a material challenge and permanently requires developing and processing novel semiconductors with desired bandgaps and thicknesses. Here we report a generic concept to alleviate this limitation. By integrating series- and parallel-interconnections into a triple-junction configuration, we find significantly relaxed material selection and current-matching constraints. To illustrate the versatile applicability of the proposed triple-junction concept, organic and organic-inorganic hybrid triple-junction solar cells are constructed by printing methods. High fill factors up to 68% without resistive losses are achieved for both organic and hybrid triple-junction devices. Series/parallel triple-junction cells with organic, as well as perovskite-based subcells may become a key technology to further advance the efficiency roadmap of the existing photovoltaic technologies.



FAU-Autoren / FAU-Herausgeber

Brabec, Christoph Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Bronnbauer, Carina
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Forberich, Karen Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Gasparini, Nicola
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Guo, Fei
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Hou, Yi
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Li, Ning Dr.-Ing.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Ramírez Quiroz, César Omar
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Spiecker, Erdmann Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)


Zusätzliche Organisationseinheit(en)
Graduiertenkolleg 1896/2 In situ Mikroskopie mit Elektronen, Röntgenstrahlen und Rastersonden
Interdisziplinäres Zentrum, Center for Nanoanalysis and Electron Microscopy (CENEM)
Exzellenz-Cluster Engineering of Advanced Materials
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)


Autor(en) der externen Einrichtung(en)
Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. (ZAE Bayern)


Zitierweisen

APA:
Guo, F., Li, N., Fecher, F.W., Gasparini, N., Ramírez Quiroz, C.O., Bronnbauer, C.,... Brabec, C. (2015). A generic concept to overcome bandgap limitations for designing highly efficient multi-junction photovoltaic cells. Nature Communications, 6. https://dx.doi.org/10.1038/ncomms8730

MLA:
Guo, Fei, et al. "A generic concept to overcome bandgap limitations for designing highly efficient multi-junction photovoltaic cells." Nature Communications 6 (2015).

BibTeX: 

Zuletzt aktualisiert 2019-29-05 um 15:17