다중 접합 (MJ) 태양 전지는 서로 다른 반도체 재료로 만들어진 다중 p-n 접합이있는 태양 전지입니다.각 재료의 pn 접합은 서로 다른 파장의 빛에 반응하여 전류를 생성합니다. 여러 개의 반도체 물질을 사용하면보다 넓은 파장 범위의 흡광도를 얻을 수있어 세포의 햇빛을 전기 에너지 변환 효율로 향상시킵니다.

전통적인 single-junction 셀의 최대 이론 효율은 33.16 %입니다. 이론적으로, 접합부의 무한 수는 집중적 인 햇빛 아래에서 86.8 %의 제한 효율을 가질 것이다.

현재 전통적인 결정질 실리콘 태양 전지의 최상의 실험실 사례는 20 %에서 25 % 사이의 효율을 가지며, 다중 접합 셀의 실험 사례는 집중적 인 햇빛 아래에서 46 % 이상의 성능을 보여줍니다. 직렬 형 세포의 상업용 사례는 1 태양 조명 하에서 30 %에서 광범위하게 이용 가능하며, 집중적 인 햇빛 하에서 약 40 %까지 개선된다. 그러나 이러한 효율성은 복잡성과 제조 가격의 증가로 인해 발생합니다. 현재까지 높은 가격과 높은 가격대 성능비는 특수한 역할, 특히 높은 전력 대 중량비가 바람직한 항공 우주 분야에서의 사용을 제한했습니다. 지상 애플리케이션에서 이러한 태양 전지는 집광기 광전지 (CPV)로 부상하고 있으며 전 세계적으로 설치가 늘어나고 있습니다.

기존 설계의 성능을 향상시키기 위해 탠덤 제조 기술이 사용되었습니다. 특히이 기술은 가볍고 유연한 약 10 %의 효율을 가진 셀을 생산하기 위해 기존의 결정 실리콘에 비해 비정질 실리콘을 사용하는 저비용 박막 태양 전지에 적용될 수있다. 이 접근법은 여러 상용 공급 업체에서 사용되었지만 이러한 제품은 현재 루핑 자료와 같은 특정 틈새 역할로 제한되어 있습니다.

기술

태양 전지의 기초

전통적인 광전지는 일반적으로 도핑 된 실리콘으로 구성되어 있으며 상부와 하부에 금속 접점이 증착되어 있습니다. 도핑은 일반적으로 셀 상단의 얇은 층에 적용되어 특정 밴드 갭 에너지, 예를 들어 pn 접합을 생성합니다.

태양 전지의 상단에 부딪히는 광자는 반사되거나 셀로 전달됩니다. 전달 된 광자는 hν ≥ Eg 이면 전자에 홀로그램 의 에너지를 줄 가능성이있다 . 공핍 영역에서, 드리프트 전계 Edrift는 전자 및 정공을 각각의 n- 도핑 된 영역 및 p- 도핑 된 영역 (각각 위쪽 및 아래쪽)으로 가속시킨다. 결과로 생기는 전류 Ig를 발생 된 광 전류 라 부른다. 준중 중성 영역에서, 산란 전기장 Escatt는 p 도핑 된 (n 도핑 된) 영역쪽으로 정공 (전자)을 가속시켜 산란 광 전류 Ipscatt (Inscatt)를 제공한다. 결과적으로, 전하의 축적으로 인해 전위 V와 광전류 Iph가 나타난다. 이 광 전류의 표현식은 생성 및 산란 광전류를 더함으로써 얻어진다 : Iph = Ig + Inscatt + Ipscatt.

조명하에있는 태양 전지의 JV 특성 (J는 전류 밀도, 즉 단위 면적당 전류)은 어두운 곳에서 다이오드의 JV 특성을 Iph만큼 하향 이동시킴으로써 얻어진다. 태양 전지는 전력을 공급하고 흡수하지 않도록 설계 되었기 때문에 전력 P = V · Iph는 음이어야합니다. 따라서 동작 점 (Vm, Jm)은 V> 0 및 Iph <0 인 영역에 위치하며 전력 | P |의 절대 값이 최대가되도록 선택됩니다.

손실 메커니즘

태양 전지의 이론적 성능은 1960 년대에 처음으로 연구되었으며, 쇼클리 – 케 서 한계 (Shockley-Queisser limit)로 알려져 있습니다. 한계는 태양 전지 설계에 내재 된 여러 가지 손실 메커니즘을 설명합니다.

첫 번째는 절대 체적 이상의 물질에 영향을주는 손실 메커니즘 인 흑체 복사로 인한 손실입니다. 표준 온도 및 압력에서 태양 전지의 경우이 손실은 전력의 약 7 %를 차지합니다. 두 번째는 광전 효과에 의해 생성 된 전자가 이전의 여기에 의해 남겨진 전자 구멍을 만나는 “재조합”으로 알려진 효과입니다.실리콘에서는 전력의 10 %를 차지합니다.

그러나, 지배적 인 손실 메커니즘은 태양 전지가 빛의 모든 힘을 추출 할 수 없다는 것과, 특정 광자로부터 전혀 전력을 추출 할 수없는 것과 관련된 문제이다. 이것은 광자가 물질의 밴드 갭을 극복하기에 충분한 에너지를 가져야한다는 사실 때문입니다.

광자가 밴드 갭보다 적은 에너지를 가진다면, 그것은 전혀 수집되지 않습니다. 이는 적외선 스펙트럼의 대부분에 민감하지 않은 기존의 태양 전지에 대한 주요 고려 사항이지만 태양으로부터 오는 전력의 거의 절반을 차지합니다. 반대로, 밴드 갭보다 더 많은 에너지를 지닌 광자, 예를 들어 청색광은 밴드 갭보다 높은 상태로 전자를 방출하지만,이 여분의 에너지는 “이완”으로 알려진 과정에서 충돌을 통해 손실된다. 이 손실 된 에너지는 셀에서 열로 변하고, 이는 흑체 손실을 추가로 증가시키는 부작용이 있습니다.

이러한 모든 요소를 ​​결합하면 기존의 실리콘 셀과 같은 단일 밴드 갭 재료의 최대 효율은 약 34 %입니다. 즉, 햇빛이 세포를 때리는 에너지의 66 %가 손실됩니다. 실용적인 문제는 이것을 더 줄이는데, 특히 정면이나 금속 단자에서의 반사는 약 22 %의 현대적인 고품질 셀을 사용합니다.

더 좁은 밴드 갭 물질이라고도 불리는 하부는 장파장, 낮은 에너지의 광자를 변환시킵니다. 더 높거나 더 넓은 밴드 갭 재료는 단파장, 고 에너지 빛을 변환합니다. AM1.5 스펙트럼의 분석은 실리콘에있는 자연 밴드 갭과 다른 많은 유용한 반도체에 매우 가깝게 일어나는 약 1.1eV (근적외선에서 약 1100nm)에 도달하는 최상의 균형을 보여줍니다.

다중 접합 셀

여러 물질 층으로 만들어진 셀은 여러 개의 밴드 갭을 가질 수 있으므로 여러 빛의 파장에 반응하여 위에 설명 된 것처럼 이완시 손실 될 수있는 에너지 일부를 포착하고 변환합니다.

예를 들어 하나의 셀에 두 개의 밴드 갭이있는 셀이있는 경우 하나는 적색으로, 다른 하나는 녹색으로 튜닝 된 다음 녹색, 시안 색 및 파란색으로 표시된 여분의 에너지는 녹색에 민감한 재료의 밴드 갭에서만 손실됩니다. 적색, 황색 및 오렌지의 에너지는 적색 – 감광성 물질의 밴드 갭에만 손실 될 것이다. 단일 밴드 갭 소자에 대해 수행 된 것과 유사한 분석 결과, 2 갭 소자에 대한 완벽한 밴드 갭은 1.1eV 및 1.8eV임을 입증 할 수있다.

편리하게, 특정 파장의 광은 더 큰 밴드 갭의 재료와 강하게 상호 작용하지 않는다. 즉, 서로 다른 물질을 겹치게하여 다중 접합 셀을 만들 수 있습니다. 즉, “상단”의 가장 짧은 파장 (최대 밴드 갭)과 셀 본문을 통해 증가합니다. 광자가 흡수 될 적절한 층에 도달하기 위해 셀을 통과해야하므로 투명 도체를 사용하여 각 층에서 생성되는 전자를 수집해야합니다.

탠덤 셀을 생산하는 것은 쉬운 일이 아니며, 주로 재료의 두께가 얇고 층간 전류를 추출하기가 어렵 기 때문입니다. 쉬운 솔루션은 두 개의 기계적으로 분리 된 박막 태양 전지를 사용하고 전지 외부에서 개별적으로 배선하는 것입니다. 이 기술은 비정질 실리콘 태양 전지에 널리 사용되고 있으며 Uni-Solar의 제품은 3 개의 층을 사용하여 약 9 %의 효율을 달성합니다. 더 이국적인 박막 소재를 사용하는 실험실 사례는 30 % 이상의 효율성을 입증했습니다.

더 어려운 해결책은 세포가 기계적으로나 전기적으로 연결된 여러 층으로 구성된 “단일체로 통합 된”세포입니다. 이 셀은 각 층의 전기적 특성을 신중하게 조화시켜야하기 때문에 생산하기가 훨씬 더 어렵습니다. 특히, 각 층에서 생성 된 광 전류는 일치되어야하며, 그렇지 않으면 전자가 층들 사이에서 흡수 될 것이다. 이것은 III-V 반도체에 가장 잘 부합하는 특정 소재로 건축을 제한합니다.

재료 선택

각 하위 셀의 재료 선택은 격자 매칭, 전류 매칭 및 고성능 광전자 특성에 대한 요구 사항에 따라 결정됩니다.

최적의 성장 및 결과적인 결정 품질을 위해, 각 재료의 결정 격자 상수 a는 밀접하게 매칭되어야하고, 격자 – 매칭 된 장치가된다. 이러한 제약은 작은 정도의 격자 불일치를 포함하는 최근에 개발 된 변성 태양 전지에서 어느 정도 완화되어왔다. 그러나,보다 큰 정도의 불일치 또는 다른 성장 불완전은 전자 특성의 열화를 야기하는 결정 결함을 초래할 수있다.

각 서브 – 셀은 전기적으로 직렬로 연결되기 때문에, 동일한 전류가 각 접합부를 통해 흐른다. 물질은 감소하는 밴드 갭, 예를 들어 서브 밴드 갭 광 (hc / λ <e · Eg)이 하위 서브 셀에 전달되도록 허용하는 순서로 정렬된다. 그러므로 적절한 밴드 갭은 디자인 스펙트럼이 각 서브 셀의 현재 세대와 균형을 이루어 전류 매칭을 달성하도록 선택되어야한다. 그림 C (b)는 주어진 파장 λ에서 소스 전력 밀도 인 스펙트럼 복사도 E (λ)를 보여줍니다. 이 값은 광전류로 변환 할 수있는 광자 수와 직접 관련된 파장의 함수로 각 접합부의 최대 변환 효율과 함께 표시됩니다.

마지막으로, 레이어는 고성능을 위해 전기적으로 최적이어야합니다. 이것은 강한 흡수 계수 α (λ), 높은 소수 캐리어의 수명 τminority 및 높은 이동도 μ를 갖는 재료의 사용을 필요로한다.

아래 테이블의 유리한 값은 다중 접합 태양 전지에 일반적으로 사용되는 재료의 선택을 정당화합니다. 상단 서브 셀의 경우 InGaP (Eg = 1.8-1.9eV), 중간 서브 셀의 경우 InGaAs (Eg = 1.4eV) , 하단 하위 셀 (예 : 0.67eV)에 대해서는 게르마늄이 포함됩니다. Ge의 사용은 주로 격자 상수, 튼튼함, 저렴한 비용, 풍요, 생산 용이성에 기인합니다.

기재

지금까지 생산 된 대부분의 다중 접합 셀은 3 개의 레이어를 사용합니다 (많은 직렬 a-Si : H / mc-Si 모듈이 생산되어 널리 사용 가능함). 그러나 트리플 접합 셀은 특정 주파수에 맞춰질 수있는 반도체의 사용을 필요로하며, 그 결과 대부분 갈륨 비소 (GaAs) 화합물로 만들어졌으며, 종종 하단의 게르마늄, 중간의 GaAs 및 탑 셀을위한 GaInP2.

갈륨 아세 나이드 기판

Gallium arsenide 웨이퍼에서 이중 접합 셀을 만들 수 있습니다. In.5Ga.5P 내지 In.53Ga.47P 범위의 인듐 갈륨 인화물의 합금은 고 밴드 갭 합금으로서 작용한다. 이 합금 범위는 1.92eV ~ 1.87eV 범위의 밴드 갭을 갖는 능력을 제공합니다. 하부 GaAs 접합은 1.42eV의 밴드 갭을 갖는다.

게르마늄 기판

인듐 갈륨 인화물 (InGaP), 갈륨 비소 (GaAs) 또는 인듐 갈륨 비소 (InGaAs) 및 게르마늄 (Ge)으로 구성된 삼중 접합 셀은 게르마늄 웨이퍼 상에 제조 될 수있다. 초기 셀은 중간 접합부에서 갈륨 비소를 똑바로 사용했습니다. 후기 셀은 Ge에 대한 격자 정합이 더 좋기 때문에 In0.015Ga0.985As를 사용하여 결함 밀도가 낮아진다.

GaAs (1.42eV)와 Ge (0.66eV) 사이의 거대한 밴드 갭 차이 때문에, 전류 매칭은 매우 열악하며, Ge 접합은 현저하게 전류 제한적으로 동작한다.

상용 InGaP / GaAs / Ge 셀의 현재 효율은 집중적 인 햇빛 아래에서 40 %에 접근합니다. 실험실 셀 (부분적으로 GaAs와 Ge 접합 사이의 추가 접합부 사용)은 40 % 이상의 효율을 나타냅니다.

인화 인듐 기판

인듐 인화물은 1.35eV 내지 0.74eV 사이의 밴드 갭을 갖는 셀을 제조하기위한 기판으로서 사용될 수있다. 인듐 인화물은 1.35eV의 밴드 갭을 갖는다. 인듐 갈륨 비소 (In0.53Ga0.47As)는 0.74eV의 밴드 갭을 갖는 인듐 인화물에 격자 정합되어있다. 인듐 갈륨 비소 인화물의 4 차 합금은 두 밴드 사이의 모든 밴드 갭에 대해 격자 매칭 될 수있다.

인화 인듐 기반 셀은 갈륨 비소 세포와 함께 작동 할 수있는 가능성이 있습니다. 두 셀은 광학적으로 직렬로 연결될 수 있으며 (GaAs 셀 아래의 InP 셀과 함께) 또는 Dichroic 필터를 사용하여 스펙트럼 분할을 사용하여 병렬로 연결할 수 있습니다.

인듐 갈륨 질화물 기판

질화 인듐 갈륨 (InGaN)은 질화 갈륨 (GaN)과 질화 인듐 (InGaN) 여인숙 ). 삼원 형 III / V 직접 밴드 갭 반도체입니다. 그것의 밴드 갭은 0.7 eV에서 3.4 eV까지 합금의 인듐 양을 변화시킴으로써 조절 될 수있어 태양 전지에 이상적인 재료가된다. 그러나 밴드 갭과 무관 한 기술적 요소로 인해 변환 효율은 아직 시장에서 경쟁하기에 충분하지 못하다.

성능 향상

구조

많은 MJ 광전지는 III-V 반도체 재료를 사용합니다. 전술 한 종래의 InGaP 고 도핑 터널 다이오드 대신 GaAsSb- 기반 헤테로 접합 터널 다이오드는 더 낮은 터널링 거리를 갖는다. 실제로, GaAsSb 및 InGaAs에 의해 형성된 헤테로 구조에서, GaAsSb의 가전 자대는 인접한 p- 도핑 층의 가전 자대보다 높다. 결과적으로, 터널링 거리 dtunnel이 감소되고, dtunnel에 지수 적으로 의존하는 터널링 전류가 증가하게된다. 따라서, 전압은 InGaP 터널 접합의 전압보다 낮다. GaAsSb 헤테로 접합 터널 다이오드는 다른 장점을 제공한다. 더 낮은 도핑을 사용하여 동일한 전류를 얻을 수 있습니다. 둘째, 격자 상수가 Ge보다 GaAsSb에 대해 더 크기 때문에, 더 많은 물질이 Ge보다 GaAsSb에 격자 정합되기 때문에 바닥 셀에 더 넓은 범위의 물질을 사용할 수있다.

화학 성분은 일부 층에 첨가 될 수있다. 각 층에 약 1 %의 인듐을 첨가하면 여러 층의 격자 상수가 더 잘 일치합니다. 그것 없이는 레이어간에 불일치가 약 0.08 % 발생하여 성능이 저하됩니다. 상단 셀에 알루미늄을 추가하면 밴드 갭이 1.96eV로 증가하여 태양 스펙트럼의 더 큰 부분을 차지하고 더 높은 개방 회로 전압 VOC를 얻을 수있다.

MJ 태양 전지의 이론 효율은 무한 수의 pn 접합에 대해 86.8 %로 더 많은 접합이 효율을 증가 시킨다는 것을 의미한다. 최대 이론 효율은 1, 2, 3, 36 pn 접합부 각각 37, 50, 56, 72 %이며 동일한 접합 증가를 달성 할 수 있도록 접합부 수가 기하 급수적으로 증가합니다. 지수 관계는 셀이 효율성의 한계에 다다르면 증가하는 비용과 복잡성이 급격히 증가한다는 것을 의미합니다. 상단 셀의 두께를 줄이면 전송 계수 T가 증가합니다.

마지막으로, p-Ge 층과 InGaAs 층 사이의 InGaP 헤테로 층은 MOCVD 성장 동안 산란에 의해 n-Ge 층을 자동으로 생성하고 하부 셀의 양자 효율 QE (λ)를 크게 증가시키기 위해 추가 될 수있다. InGaP는 높은 산란 계수와 낮은 용해도 때문에 유리하다.

스펙트럼 변화

지구 표면의 태양 스펙트럼은 날씨와 태양 위치에 따라 끊임없이 변화합니다. 이는 φ (λ), QE (λ), α (λ) 및 이에 따른 단락 전류 JSCi의 변화를 가져온다. 결과적으로, 전류 밀도 Ji는 반드시 일치 될 필요가없고 총 전류는 낮아진다. 이러한 변화는 스펙트럼 방사량 G (λ) (특정 파장 λ에서의 광원의 출력 밀도)와 총 광자 자속 밀도 사이의 비율 인 평균 광자 에너지 (APE)를 사용하여 정량화 될 수 있습니다. APE에 대한 높은 (낮은) 값은 낮은 (높은) 파장의 스펙트럼 조건과 높은 (낮은) 효율을 의미하는 것으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 APE는 태양 스펙트럼 변화가 성능에 미치는 영향을 정량화하기위한 좋은 지표이며 소자 구조와 소자의 흡수 프로파일에 독립적이라는 추가적인 이점이 있습니다.

집광기 사용

집광기는 효율을 높이고 비용 / 효율성 비율을 낮 춥니 다. 사용중인 세 가지 유형의 집 광기는 프레 넬 렌즈, 반사 식 요리 (파라볼 릭 또는 카스 그레인) 및 광 가이드 광학과 같은 굴절 렌즈입니다. 이러한 장치 덕분에 큰 표면에 도달하는 빛을 작은 셀에 집중시킬 수 있습니다. 강도 집중 비율 (또는 “태양”)은 집중 조명의 평균 강도를 1kW / m2로 나눈 것입니다 (태양 상수와 관련된 합리적인 값). 그 값이 X이면 집중 조명 하에서 MJ 전류가 X보다 높아집니다.

500에서 1000의 순서로 농도를 사용하면 1cm ² 셀은 수집 된 빛을 사용할 수 있습니다. 0.1㎡ (같이1m² 같은 10000 cm ²)는 현재까지 가장 높은 효율성을 나타냅니다. 3 층 셀은 근본적으로 63 %로 제한되지만 기존 상용 프로토 타입은 이미 40 % 이상을 입증했습니다. 이 셀들은 이론상의 최대 성능의 약 2/3을 차지하므로 동일한 설계의 비 집중 버전의 경우 동일하다고 가정하면 30 % 효율의 3 층 셀을 기대할 수 있습니다. 이것은 기존의 실리콘 디자인에 비해 추가 생산 비용을 보충 할 수있는 장점이 충분하지 않습니다. 이러한 이유로 지상 사용을위한 거의 모든 다중 접합 셀 연구는 일반적으로 거울이나 프레 넬 렌즈를 사용하는 집중 장치 시스템 전용입니다.

농축기를 사용하면 주어진 면적의 땅을 덮는 데 필요한 세포의 수가 크게 감소된다는 이점이 있습니다. 종래의 시스템 커버링 1m² 625 명 필요하다. 16cm ² 셀을 사용하지만 집중 장치 시스템의 경우 집중 장치와 함께 단 하나의 셀만 필요합니다. 집중적 인 다중 접합 세포에 대한 논쟁은 세포 자체의 높은 비용이 전체 세포 수의 감소보다 상쇄 될 수 있다는 것이 었습니다. 그러나 집중 장치 접근 방식의 단점은 낮은 조명 조건에서는 효율성이 매우 빠르게 떨어집니다. 전통적인 셀보다 유리함을 극대화하고 비용 경쟁력을 확보하기 위해 집광기 시스템은 빛이 셀에 집중되도록 유지하면서 가능한 한 최대 효율을 유지하기 위해 태양을 추적해야합니다. 이것은 태양 추적 시스템을 필요로하는데, 이는 수율을 증가 시키지만 비용도 증가시킨다.

제작

2014 년 현재 다중 접합 셀은 반도체 장치 제조와 유사한 기술, 일반적으로 금속 유기 증기 상 에피 택시를 사용하지만 센티미터 단위의 “칩”크기로 생산하는 데 비용이 많이 든다.

그 해에 발표 된 새로운 기술로 인해 기존의 실리콘 전지에 비해 경쟁력있는 비용을 제공하는 것으로 알려진 유리 또는 강철의 저비용 증기를 사용했습니다.

다른 기술과의 비교

광전지에는 크게 단결정 및 다결정 실리콘 (c-Si) 셀, 박막 태양 전지 (a-Si, CIGS 및 CdTe) 및 다중 접합 (MJ) 태양 전지의 네 가지 카테고리가 있습니다. 네 번째 범주 인 신생 태양 광 (emerging photovoltaics)에는 아직 연구 또는 개발 단계에 있으며 아래 표에 나열되지 않은 기술이 포함되어 있습니다.

카테고리	과학 기술	η (%)	VOC (V)	나는 SC (A)	승 / ㎡	t (㎛)
결정 실리콘 셀	단결정	24.7	0.5	0.8	63	100
	폴리 실리콘	20.3	0.615	8.35	211	200
박막 태양 전지	비정질 실리콘	11.1	0.63	0.089	33	1
	CdTe	16.5	0.86	0.029	–	5
	CIGS	19.5	–	–	–	1
다중 접합 셀	엠제이	40.7	2.6	1.81	476	140

MJ 태양 전지 및 기타 광전지 장치는 큰 차이가 있습니다 (위 표 참조). 물리적으로 MJ 태양 전지의 주된 특성은 더 큰 광자 에너지 스펙트럼을 잡기 위해 하나 이상의 pn 접합을 갖는 반면 박막 태양 전지의 주된 특성은 두꺼운 층 대신 박막을 사용하여 비용 효율성 비율. 2010 년 현재, MJ 태양 전지판은 다른 것보다 비쌉니다. 이러한 차이점은 다른 응용 분야를 의미합니다. MJ 태양 전지는 우주 응용 분야 및 C-Si 태양 전지에서 선호됩니다.

태양 전지 및 Si 태양 광 기술의 효율성은 비교적 안정적이지만 태양 광 모듈 및 다중 접합 기술의 효율성은 점차 진보하고 있습니다.

MJ 태양 전지의 측정은 일반적으로 집광기 (다른 셀의 경우는 그렇지 않음)와 표준 테스트 조건 (STC)을 사용하여 실험실에서 수행됩니다. STC는 지상파 애플리케이션에 대해 AM1.5 스펙트럼을 기준으로 처방합니다. 이 공기 질량 (AM)은 48 °의 하늘에서 태양의 고정 된 위치와 833W / m²의 고정 된 출력에 해당합니다. 따라서 STC에서는 입사광의 스펙트럼 변화 및 환경 변수가 고려되지 않습니다.

결과적으로 지상 환경에서 MJ 태양 전지의 성능은 실험실에서 달성 한 것보다 열등합니다. 더욱이, MJ 태양 전지는 전류가 STC 하에서 매치되도록 설계되었지만 반드시 현장 조건에서는 일치하지 않는다. 다른 기술의 성능을 비교하기 위해 QE (λ)를 사용할 수 있지만, QE (λ)에는 서브 셀의 전류 일치에 대한 정보가 없습니다. 중요한 비교 포인트는 동일한 입사광으로 생성 된 단위 면적당 출력 전력입니다.

응용 프로그램

2010 년 현재, MJ 태양 전지의 비용은 너무 높아서 특수한 응용 프로그램 외부에서 사용할 수 없었습니다. 높은 비용은 주로 복잡한 구조와 재료의 높은 가격 때문입니다. 그럼에도 불구하고 적어도 400 개의 태양 조명 아래에서 집광기를 사용하면 MJ 태양 전지 패널이 실용화됩니다.

덜 비싼 다중 접합 재료가 가능 해짐에 따라 다른 응용 분야는 다양한 대기 조건을 갖는 미세 기후를위한 밴드 갭 엔지니어링을 필요로합니다.

MJ 세포는 현재 화성 탐사 임무에서 활용되고있다.

우주에서의 환경은 아주 다릅니다. 대기가 없기 때문에 태양 스펙트럼은 다릅니다 (AM0). 셀은 1.87eV보다 큰 광자 플럭스와 1.87eV와 1.42eV 사이의 광자 플럭스로 인해 불량한 전류 정합을 갖는다. 이것은 GaAs 접합부에 너무 적은 전류를 초래하고, InGaP 접합부가 MPP 전류 미만으로 동작하고 GaAs 접합부가 MPP 전류 이상으로 동작하기 때문에 전체 효율을 저해한다. 전류 정합을 개선하기 위해, InGaP 층을 의도적으로 얇게하여 추가 광자가 하부 GaAs 층을 관통하도록 허용한다.

육상 집중 응용에서, 대기에 의한 청색광의 산란은 광전자 자속을 1.87eV 이상으로 감소 시키며, 접합 전류의 균형을 잘 맞춘다. 더 이상 필터링되지 않은 방사선 입자는 셀을 손상시킬 수 있습니다. 이온화와 원자 이동의 두 종류의 손상이 있습니다. 여전히 MJ 전지는 높은 복사 저항, 높은 효율 및 낮은 온도 계수를 제공합니다.