La raó principal de la baixa eficiència de conversió actual dels panells solars és la pèrdua d'"energia fotònica de baixa-energia" i "energia de fotons d'-alta energia", ambdues limitant l'eficiència límit teòrica dels panells solars a un 40%. A continuació es descriuen breument els mètodes de millora per a cada mecanisme de pèrdua.
1. Reduïu la pèrdua d'energia dels fotons de baixa-energia
Utilitzant un material semiconductor optoelectrònic de banda baixa, per exemple, la bretxa de banda del silici cristal·lí típic és d'1,1 eV, de manera que només pot absorbir fotons amb una longitud d'ona inferior a 1100 nm.
2. Reduir la pèrdua d'energia dels fotons d'alta energia
Ús de materials semiconductors optoelectrònics d'alta banda intermèdia. Per resumir els dos primers punts, la combinació de materials semiconductors multi-banda gap pot millorar eficaçment la taxa d'utilització de fotons amb diferents energies.
3. Reduïu l'eficiència d'absorció i la pèrdua de reflexió: (1) intenteu utilitzar materials semiconductors amb coeficients d'absorció de llum elevats; (2) reduir l'àrea dels elèctrodes metàl·lics i utilitzar elèctrodes conductors transparents per substituir alguns elèctrodes metàl·lics; (3) augmentar la rugositat superficial dels materials, material de capa reflectant per reduir la pèrdua de reflexió causada per la reflexió de la superfície.
4. Reduir la pèrdua de tensió en circuit obert. Ajusteu la concentració d'impureses i el nivell de Fermi de les matèries primeres.
5. Reduïu la pèrdua del factor d'ompliment: (1) utilitzeu una capa de passivació superficial per reduir els enllaços penjants a la superfície de la superfície del panell solar o a l'elèctrode posterior; (2) utilitzar materials de panells solars d'alta-puresa (baixa-impuresa) i millors processos de fabricació per reduir els dispositius Recombinació de volum intern; (3) Utilitzeu bons conductors com a elèctrodes i adopteu un millor disseny d'estructura d'elèctrodes per reduir la resistència en sèrie.
