Errungenschaften der Photovoltaik-Technologien innerhalb der nächsten Jahrzehnte

Der Wirkungsgrad einer Solarzelle ist der Anteil der Energie in Form von Sonnenlicht, der von der Solarzelle mittels Photovoltaik in Strom umgewandelt werden kann. Der Wirkungsgrad der in einer Photovoltaikanlage verwendeten Solarzellen bestimmt in Verbindung mit dem Breitengrad und dem Klima den jährlichen Energieertrag der Anlage. Normalerweise sind die Solarzellen an einem Tag länger dem Sonnenlicht ausgesetzt, aber die Sonneneinstrahlung liegt die meiste Zeit des Tages unter 1000 W/m2. Ein Solarmodul kann mehr Energie erzeugen, wenn die Sonne hoch am Himmel steht, und weniger, wenn es bewölkt ist oder die Sonne tief am Himmel steht. Im Winter steht die Sonne tiefer am Himmel. Der Umwandlungswirkungsgrad einer Zelle wird von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter der Reflexionsgrad, der thermodynamische Wirkungsgrad, der Wirkungsgrad der Ladungstrennung, der Wirkungsgrad der Ladungsträgersammlung und der Wirkungsgrad der Leitung. Da es schwierig sein kann, diese Parameter direkt zu messen, werden stattdessen andere Parameter gemessen, darunter der Quantenwirkungsgrad, das Leerlaufspannungsverhältnis (VOC) und der -Füllfaktor. Reflexionsverluste werden durch den Wert der Quanteneffizienz berücksichtigt, da sie die externe Quanteneffizienz beeinflussen.