De belangrijkste reden voor de huidige lage conversie-efficiëntie van zonnepanelen is het verlies van "foton-energie met lage- energie" en "foton-energie met hoge- hoge energie", die beide de theoretische limietefficiëntie van zonnepanelen beperken tot ongeveer 40%. Hieronder worden per verliesmechanisme kort de verbetermethoden beschreven.
1. Verminder het energieverlies van fotonen met lage- energie
Bij gebruik van opto-elektronisch halfgeleidermateriaal met een lage bandafstand is de bandafstand van typisch kristallijn silicium bijvoorbeeld 1,1 eV, zodat het alleen fotonen kan absorberen met een golflengte korter dan 1100 nm.
2. Verminder het energieverlies van fotonen met hoge energie
Gebruik van opto-elektronische halfgeleidermaterialen met een grote bandafstand. Om de eerste twee punten samen te vatten: de combinatie van halfgeleidermaterialen met meerdere-bandafstanden kan de benuttingsgraad van fotonen met verschillende energieën effectief verbeteren.
3. Verminder de absorptie-efficiëntie en reflectieverlies: (1) probeer halfgeleidermaterialen te gebruiken met hoge lichtabsorptiecoëfficiënten; (2) verklein het oppervlak van metalen elektroden en gebruik transparante geleidende elektroden om sommige metalen elektroden te vervangen; (3) verhoog de oppervlakteruwheid van materialen, reflecterend laagmateriaal om reflectieverlies veroorzaakt door oppervlaktereflectie te verminderen.
4. Verminder het spanningsverlies in open circuit. Pas de concentratie van onzuiverheden en het Fermi-niveau van de grondstoffen aan.
5. Verminder het verlies van de vulfactor: (1) gebruik een oppervlaktepassiveringslaag om loshangende verbindingen op het oppervlak van het zonnepaneeloppervlak of de achterelektrode te verminderen; (2) gebruik hoge-zuiverheid (laag-onzuiverheid) zonnepaneelmaterialen en betere productieprocessen om het aantal apparaten te verminderen. Interne volumerecombinatie; (3) Gebruik goede geleiders als elektroden en gebruik een beter ontwerp van de elektrodestructuur om de serieweerstand te verminderen.
