2014년 1월 29일 수요일

미래의 태양전지는 나무로 만들어질 것이다

나무 섬유로 만들어진 새로운 종류의 종이가 96%의  투과율을 나타냈는데 차세대 태양전지를 위한 혁신적인 재료가 될 수 있다.

하지만, 가장 중요한 것은 광학적 투과도와 haze 사이의 tradeoff를 극복하는 것이다. 보통, 90% 정도의 투과도의 물질은 20%이하의 매우 낮은 haze을 지닌다.

나무 기반 새로운 종이는 96%의 초고 투과도와 60%의 광학적 haze를 나타냈다.

두 특성 모두에서 좋은 주요한 이유는 이 종이는 마이크로 기공 보다 오히려 나노기공을 가지고 있기 때문이다.

일반적인 종이는 나무 섬유로 만들어지며 다공성 구조 내에 있는 마이크로 공동이 광을 산란시키기 때문에 낮은 광학적 투과도를 지닌다.

새로운 종이에서는 이들 마이크로기공이 광학적 투과도를 향상시키기 위해 제거된다.

이렇게 하기 위해 과학자들은 나무 섬유를 만들기  위해 마이크로  섬유들 사이의 수소 결합을 약하 시키는 TEMPO라고 부르는 처리를 사용했다. 나무 섬유가 부풀어 올라 무너지면서 마이크로기공 보다 오히려 니노기공을 포함하는 밀하고 빽빽하게 패킹된 구조가 된다.

태양전지에 응용에 이 종이를 테스트하기 위해 Si 판위에 코팅 했다.

실험결과, 10%의 광수확 증가가 있었다.

참고: http://m.phys.org/news/2014-01-future-solar-cells-wood.html

Kesterite 태양전지 전망을 높이는 급속 저온 공정

HZB와 Limerick 대학의 연구자들은 상대적으로 저온에서 몇 초안에 반응하는 새로운 고체를 발견했다.

이 반응을 위해 그들은 나노기둥의 준안정 상태의 wurtzite 화합물에서 더 안정적인 kesterite 화합물로의 전이를  활용했다.

그들은 고속 가열을 통해 거의 나노미터 크기의 결정 그레인을 갖는 kesterite 박막을 만드는데 성공했다. 이 박막은 박막 태양전지에 이용 가능하다.

용액 기반 화학 처리의 도움으로 그들은 kersterite(Cu2ZnSnS4)와 정확히 똑같은 성분을 갖는  매우 정돈된 wurtzite 나노기둥의 막을 제조했다.

샘플을 더 빨리 가열하면 더 큰 그레인이 성장한다.

낮은 가열 속도에서는 wurtzite에서 kersterite으로 전이가 더 낮은 온도에서 시작하고 대부분 작은 그레인이 형성된다. 게다가 더 많은 결함이 더 낮은 온도에서 형성된다.

하지만 급속 가열 동안은 그 전이는 더 높은 온도에서 일어나고 결함이 덜한 그레인이 형성된다.

이 연구는 비싼 진공 기술의 필요없이 나노결정 반도체 박막을 위한 새로운 길을 의미한다.

참고: http://www.laserfocusworld.com/articles/2014/01/rapid-low-temperature-process-improves-kesterite-solar-cell-prospects.html

2014년 1월 26일 일요일

페로브스카이트 태양전지의 이해

납 할로겐화물 페로브스카이트 반도체 기반의 태양전지는 15%가 넘는 매우 높은 변환 효율과 1 V가 넘는 셀 전압이 상당히 높은 특성을 보인다. 

하지만 페로브스카이트가 어떻게 동작하는지 완벽히 알지 못한다. 

EPEL과 Institute for Solar Fuels의 과학자들은 시간-분해 분광학 기술을 이용해서  어떻게 전하가 페로브스카이트 표면에서 이동하는지 조사했다. 



그들은 TiO2 반도체와 Al2O3 절연체막 중 하나를 이용한 다양한 셀 아키텍처에 대해 연구했다. 이 다공성 막에 CH3NH3PBI3와 유기 홀 수송 물질(hole-transporting material)인 spiro-OMeTAD가 스며들어 있다. 

그들의 결과는 주요한 두 다이나믹스를 제시했다. 
  

(HTM⎜페로브스카이트⎜TiO2셀의 에너지 준위와 전자 이동 과정의 도식도)

1차 전하 분리

(1) 광생성된 전자가 TiO2 나노입자로 주입된다.

(2) 광생성된 홀이 HTM으로 주입된다.

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(3), (4) 엑시톤이 소멸되면서 광발광하거나 비복사(non-radiative) 재결합을 한다.

(5), (6), (7) 3개 계면에서 전하 캐리어의 재결합


연구 결과는 첫째, 광여기된 페로브스카이트에서 전자와 홀 주입이 매우 빠르게 일어나는 것과 동시에 전하 분리가 TiO2와의 접합과 홀 수송 물질과의 접합 둘 다에서 sub-pico초 동안 일어난다. 

둘째, 전하 재결합은 Al2O3 막에 비해 TiO2막에서 상당히 느리다. 

그들의 결과로 부터 할로겐화물 페로브스카이트는 태양전지에서 독특한 반도체 물질이고 두 접합에서 전자와 홀의 이동을 동시에 매우 빠르게하고 두 전하 캐리어를 매우 효과적으로 수송한다는 것을 알았다. 

특히, TiO2 막과 홀 수송 물질에 기반한 아키텍처가 확실히 장점이 있다.

참고: http://www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140121113449.htm

2014년 1월 24일 금요일

달궈진 탄소 나노튜브가 더 많은 광을 포획하도록 도운다





MIT의 과학자들은 보통 버려지는 빛의 파장을 이용하기 위해 탄소 나노튜브 층이 있는 콤팩트하고 평면의 열광전지를 연구하고 있다. 

그들의 열광전지의 효율은 3.2%였다. 

그들은 다중벽 탄소 나노튜브와 Si/SiO2 광결정을 결합한 "흡수체-이미터(absorber-emitter)"을 입사광과 태양전지 셀 사이에 만들었다.

흡수체-이미터는 탄소 나노튜브의 바깥 층에 광결정 층이 단단히 붙어있는 구조이다.  

나노튜브가 집광된 태양광을 흡수하면 흡수체-이미터는 962 °C로 벌겋게 가열된다. 이 때 광결정은 적외선을 방출하고 태양전지는 그 빛을 전기로 바꾼다. 

참고: http://www.bloomberg.com/news/2014-01-20/hot-nanotubes-helping-solar-panels-capture-more-sunlight.html

2014년 1월 18일 토요일

박막 태양전지를 위한 '역오팔(inverse opal)'구조



연구자들은 박막 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 더 많은 태양광을 흡수할 수 있는 3-D "광결정"을 이용했다. 

이 합성 광결정은 보석에서 발견되는 입사광을 굴절과 회절시키기기 위해  "역오팔"로 불리는 구조를 갖고 있다. 이 새로운 구조는 Si 매트릭스 내에 공기로 채워져 있는 구로 이루어져 있다. 

연구자들은 맨 먼저 표준 오팔 구조를 만든 후 구를 용액 안에 놓아 둔다. 용액이 증발하면서 자기-조립 구조가 뒤에 남는다; 구가 액체와 공기 사이의 계면인 meniscus와 바로 접해 있는 기판위에 쌓인다. 

이 역오팔 구조는 빛이 들어오면 회절되어 박막 내에서 박막과 평행한 경로를 따라 전파하게 된다. 

그들은 소위 meniscus-driven 자기-조립을 이용해서 역오팔을 만들었다. 

이 기술은 근적외선을 흡수하고 수확하는데 효과적이다. 근전외선 흡수가 중요한 이유는 태양광에서 근적외선 광이 차지하는 영역이 크기 때문이다. 

특히, '역오팔' 구조는 규칙적이 구조여서 불규칙 구조인 텍스처링 구조와 결합하면 두 구조로 부터 시너지 효과를 얻을 수 있다. 

참고: http://www.purdue.edu/newsroom/releases/2014/Q1/inverse-opal-structure-improves-thin-film-solar-cells-.html

2014년 1월 17일 금요일

그래핀과 페로브스카이트에 기반한 고효율의 더 경제적인 태양전지



이번의 과학적인 연구는 매우 효과적으로 태양광을 흡수하는 신재료인 페로브스카이트와 다용도이면서 저가로서 유망한 재료인 그래핀을 결합한 것이다. 

본 연구에서 그래핀이 사용된 태양전지의 효율은 15.6%였다. 

이 새로운 소자는 meso-superstructured 페로브스카이트 태양전지인데 전자 수집층으로써 그래핀과 TiO2 나노입자의 나노복합재료을 이용했고 (nanocomposite) 용액 기반 막 형성 공정으로 만들어졌다. 

특히, 그래핀 나노조각은 나노복합재료내에서 우수한 전하 수집 특성을 제공하고 전체 소자가 150 °C 아래에서 제조될 수 있게 한다. 

참고: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl403997a

2014년 1월 13일 월요일

단파장 응답이 향상된 InP 나노와이어 태양전지

Hokkaido University와 JST(Japan Science and Technology Agency)의 과학자들이 300~570 nm 범위의 단파장에서 내부 양자 효율이 벌크 InP 기반 소자 보다 좋은 InP 나노와이어 태양전지 구조를 개발했다. 

InP 나노와이어는 p형 도핑의 단일 프로파일을 갖고 있는데 광전지 접합은 투명전극 ITO을 더 증착하면서 생긴다. p-InP/n-InP 접합 보다 단지 p-InP로만 나노와이어를 성장시킴으로써 잠재적으로 더 제어가능하고 더 싸게할 수 있다. 




p형 InP 나노와이어는 p형 InP 기판위에 SA-MOVPE을 사용해서 성장되었다. selective-area 마스크은 1.2 mm×1.2 mm 면적에 400 nm 피치의 삼각형 어레이에 있는 200 nm 지름의 홀이 있는 20 nm 두께의 SiO2로 이루어져 있다. 

마스크의 홀 바깥으로 나노와이어가 성장한 후 benzocyclobutene(BCB)을 스핀-코팅했다. 

ITO는 rf 스퍼터링에 의해 BCB에 노출된 나노와이어 끝에 증착되었다. 

U 형태의 금속 전극은 ITO 위에 Ag로 이루어져 있고 기판 후면에 Au-Sn이 있다. 

연구자들은 ITO가 표면 근처에 n+ 영역을 형성하여 매몰(buried) n+/p 호모접합을 한다고 믿는다. 

AM1.5G 광조사에서, Voc 0.436 V, Jsc 24.8 mA/cm2, FF 0.682, η 7.37 % 이다. 참고로 평면 ITO/InP 태양전지는 18.9%의 효율을 지닌다. 

소자의 활성 영역의 82%가 나노와이어 사이의 공간인점을 감안하면 Jsc는 꽤 높은데 이는 강화된 광흡수와 반사 방지 효과의 결합의 결과이다. 

400~750 nm 범위에서 내부 양자 효율은 80%보다 크다 특히, 490 nm에서 내부 양자 효율이 0.943으로 무척 높다.  

참고: http://www.semiconductor-today.com/news_items/2014/JAN/JST_070114.shtml

2014년 1월 11일 토요일

페로브스카이트 태양전지용 더 싼 홀 전도체

페로브스카이트 태양전지는 매우 짧은 기간에 오늘날 가장 떠오르는 태양전지 기술이 되었다. 

현재 이 태양전지의 최고 효율은 15%이고 더 오를 것으로 기대하고 있다. 

페로브스카이트 태양전지가 매력적인 이유는 페로브스카이트의 결정 구조가 CaTiO3의 것과 같아서 높은 전하 캐리어 이동도와 긴 확산 거리를 주어 광생성된 전자와 홀이 더 긴 거리를 에너지 손실 없이 이동하게 한다.  
 
페로브스카이트 물질은 상대적으로 비싸지 않지만 최고의 효율을 내기 위해 비싼 유기 홀 전도 폴리머, spiro-OMeTAD을 사용한다. 이 물질은 금과 백금 값에 비해 10배 더 비싸다. 



Notre Dame 대학의 연구자들은 싼 무기 홀 전도 물질인 CuI가 spiro-OMeTAD의 대체재로 사용 가능하다는 것을 알았다. 

CuI의 특징은 매우 높은 전기 전도도와 셀 안정성인데 전도의 경우 spiro-OMeTAD의 것에 비해 2 오더 크다.

하지만 CuI의 높은 전도도에도 불구하고 spiro-OMeTAD가 적용된 셀에 비해 효율이 6.0%로써 낮은데 그 이유는 Voc가 낮기 때문이다. 

이를 해결하기 위해서 그들은 높은 재결합율을 감소시키면 될 것으로 생각하고 있다.

셀 안전성을 평가하기 위한 2시간 동안 연속적인 광조사 실험에서 CuI 셀은 전류의 감소가 없었지만 spiro-OMeTAD 셀은 약 10%의 전류 감소가 있었다. 

참고: http://phys.org/news/2014-01-perovskite-solar-cells-cheaper-materials.html

2014년 1월 4일 토요일

층으로 이루어진 광포획 이키텍처로 만들어진 반투명 유기 태양전지

ICFO 연구자들은 최근 고효율의 반투명 유기 태양전지를 제조했다.  셀의 구조는 반투명한(투과율 30%) PTB7:PC71BM이고 효율 5.6%을 보였다. 

오늘날의 상용 태양전지는 웨이퍼 기반의 결정질 Si 태양전지인데 대략 15% 효율을 나타내지만 직사광을 받을 수 있도록  정확히 설치되어야 하고 확산광 흡수에 제한적이다. 더우기 무겁고, 불투명하고, 설치 공간을 많이 차지한다.

최근 들어 유기 태양전지(OPV)가 낮은 생산 비용으로 인해 상당한 관심을 끌고 있다.
OPV는 Si 기반 태양전지 만큼의 효율값을 아직 달성하지 못했지만 OPV는 가볍고 매우 플렉서블하고 낮은 빛 강도 뿐아니라 간접광에도 민감하다. 그래서 OPV셀은 다양한 온종일 응용에 있어서 가장 매력적인 태양전지 기술이다.

OPV의 장점 중 더욱 더 관심을 끄는 것은 반투명 소자로 만들수 있는 잠재력이다.

OPV을 투명하게 하기 위해서는 후면 금속 전극의  두께가 단지 몇 나노미터로 얇아져야 한다. 이렇게 되면 태양광을 수집할 수 있는 소자의 능력은 현저히 떨어진다.


(그림 1 ⎜ 폴리머 혼합물과 소자. a, PTB7:PC71BM의 흡광계수. b, 제조된 태양전지의 도식도. 2줄의 ITO가 8줄의 Ag 층과 교차되어 9 mm^2 크기의 셀을 규정한다. 후면에서 긴 금속 줄이 ITO와 접촉하기 위해 증착되었다. 마스크를 사용해서 광결정이 소자의 반을 덮기 위해 성장된다. c, 330 nm ITO에서 제조된 셀의 전류 밀도-전압 곡선.)

이럴 해결하기 위해 ICFO의 과학자들은 비주기적 광결정을 셀에 추가적으로 보태서 셀의 근적외선과 근자외선의 흡수를 증가시켜 일반 유리의 투과도와 거의 다름없는 투과도를 유지하면서 효율 5.6%을 얻었다.

이 효율과 투과도는 이 셀을 BIPV 기술을 위한 매우 경쟁력 있는 제품으로 만든다. 또한 적당한 건축학적인 외관을 주기 위해 셀은 간단히 광결정 층 구성을 변경함으로써 색깔 튜닝이 가능하다.

참고: http://www.nanowerk.com/news2/newsid=32816.php

태양전지용 폴리머의 분자 구조를 바꾸는 쉬운 방법


North Carolina State University와 Chinese Academy of Sciences의 과학자들은 태양전지에 보통 사용되는 폴리머의 분자 구조를 쉽게 변경할 수 있는 방법을 찾았다. 이 변경에 의한 개선으로 태양전지의 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 

폴리머 태양전지는 광흡수에 의해 엑시톤을 생성하는데 이 에너지 입자는 도너와 업셉터 도메인의 계면으로 빠르게 이동될 수 있어야 하고 가능한 많은 광에너지를 포함하고 있어야 한다. 

태양전지의 효율을 증가시킬 수 있는 한가지 방법은 업셉터의 HOMO 준위와 폴리머의 LUMO 준위 사이의 차이를 조정하여 엑시톤이 최소의 손실로 수확될 수 있게 하는 것이다. 

이렇게 하기 위한 일반적인 방법은 불소(fluorine) 원자를 폴리머의 분자 백본에 첨가하는 것인데 까다롭고, 공정 횟수가 많아 소자 성능을 향상시키지만 물질 제조 비용이 상당히 올라간다. 

그들은 시중에서 구입 가능한 두 모노머와 쉽게 합성 가능한 모노머 하나로 부터  PBT-OP로 알려진 폴리머를 만들었다. 



PBT-OP는 공액 측면 사슬(conjugated side chain)으로써 meta-alkoxy-phenyl 그룹으로 이루어져 있다. 

PBT-OP는 일반적으로 사용되는 다른 폴리머에 비해 제조하기 쉬울 뿐아니라 화학적 구조의 간단 조작은 동일한 분자 백본을 갖고 있는 다른 폴리머의 볼수 있는 것 보다 더 낮은 HOMO 준위를 준다.  

PBT-OP는 Voc  0.78 V, 효율 7.50%을 보였다. (비슷한 폴리머의 경우 ~0.6 V이다.)

참고: http://www.nanowerk.com/nanotechnology_news/newsid=33845.php

2014년 1월 3일 금요일

나노결정 물질을 이용한 태양전지의 기본 원리




결정 크기가 충분히 크면 그림 22(a)와 같이 전자 준위는 벌크 특성을 나타낸다. 하지만 엑시톤(exciton)이 2차원 또는 3차원에 구속되는 매우 작은 반도체 결정이나 구조에서는 전하 캐리어의 공간적인 구속으로 부터 크기 효과가 발생한다. 일반적으로 두 부류가 있다: (a) 원자의 갯수가 10^3~10^5 이면 벌크 격자 구조는 존재하나 벌크에 의해 전기적 특성은 바뀐다. 그리고 (b) 원자의 갯수가 ~30~10^3 이면 벌크 격자 구조를 찾을 수 없으며 전기적 특성은 분자 특성을 나타낸다.  여기서 교차점은 외부 매체에 의한 표면 안정화에 의해 이루어 진다. 

반도체 결정의 크기가 전하 캐리어의 de Broglie 파장 보다 작을때 크기 효과가 나타난다. 따라서 양자적 크기 효과는 캐리어의 유효 질량에 의존한다. 전자와 홀이 아주 작은 결정에 구속되고 불연속적인 전자 에너지 준위가 생성된다(그림 22(b)).  

결국, 결정 크기 더 작아지면 전이 에너지(transition energy)는 분자에서 관찰되는  highest occupied molecule(HOMO)준위와 lowest unoccupied molecule(LUMO) 준위에 도달한다(22(c)). 

동시에, 결정 크기가 매우 작아지면 표면에서의 원자 갯수가 결정 내부에서의 원자 갯수와 비견될만 하기 때문에 표면 효과가 매우 중요해 진다. 표면 dangling bond가 내부 트랩 준위로 존재하며 표면 재구성 또는 외래 원자와의 화학적 결합을 야기한다. 내부 준위의 구조는 불연속적이며 파울리 배타 원리가 만족하면 전자는 분자 궤도를 점유한다. 

5.2. 에너지 밴드 구조 

벌크 반도체가 서로 다른 반도체, 금속 또는 전해질과 접촉하면 두 물질 사이의 페르미 에너지를 동등하하게 하기 위해 계면에 공간 전하 영역이 만들어진다. 결정의 반지름이 공간 전하 층 두께 보다 작으면 반도체 내에서의 포텐셜 낙하(potential drop)는 제한된다. 이 조건하에서, 모든 도너은 이온되어 conduction band에 전자를 남긴다. 포텐셜 낙하는 밴드갭에 비해 매우 작으며 때때로 결정 크기가 작으면 무시할 정도다. 하지만 도너의 농도가 매우 크다면 포텐셜 낙하는 매우 작은 결정의 경우에도 무시할 수 없다. 

5.3. 광유도(light-induced) 전하 의 분리 

벌크 반도체에서 광유도 전자와 홀은 공간 전하 영역의 내부 확산 전기장에 의해 효과적으로 분리된다. 재결합되기 전에 공핍 영역의 가장자리로 확산된 소수 캐리어 또한 광전류에 기여한다. 

매우 작은 결정인 경우 밴드 구부러짐이 매우 작다. 따라서 광유도 전자는 표면으로 확산되거나 홀과 재결합하거나 트랩 준위에 포획된다. 보통 결정이 매우 작으면 전하 캐리어는 재결합되기 전에 표면에 도달 할 수 있다. 그 이유는 표면에 도달하는 시간이 이완 시간(relaxation time) 보다 짧기 때문이다

광유도 전하 캐리어가 작은 반도체 결정 B에서 생성된다고 가정하자. conduction band 위치가 더 낮고 더 큰 밴드갭을 가지는 반도체 결정 A를 B에 접촉시킨다. 이 경우 광유도 전자는 그림 (a)와 같이 결정B에서 결정A로 이동한다. 위 그림에서는 밴드의 구부러짐은 무시 되었다. 이 의미는 광유도 전하 케리어가 마치 공간 전하 영역에서 캐리어 분리가 된다는 것을 의미한다. 하지만 그림 (b) 처럼 결정의 A의 conduction band 위치가 결정 B의 것보다 더 크면 광생성 전자는 valence band의 홀과 재결합한다. 따라서 광유도 전하의 분리 능력은 물질의 conduction band의 위치가 지배적이다.  

광유도 전하의 분리는 반도체/반도체 계면 뿐만아니 라 반도체/분자 계면, 유기 재료/유기 재료 계면, 반도체/양자점 계면등에서도 일어난다. 전통적인 p-n 접합과 다른점은 전하 캐리어 분리가 공간 전하 영역의 전기장의 지배를 받지 않으며 소수 캐리어가 캐리어 분리에 깊게 개입하지 않는다. 반면 p-n 접합 태양전지의 경우 광전류는 소수 캐리어의 확산거리에 강하게 영향을 받는다. 

효과적인 계면 면적은 나노미터 크기의 작은 결정에 의해  크게 강화되어 효과적인 태양광흡수를 낳는다.

참고: nanostructured materials for solar energy conversion, Tetsuo Soga

2014년 1월 2일 목요일

p-n 접합 태양전지에서의 에너지 손실




반도체의 밴드갭 에너지 보다 낮은 광에너지는 두께가 충분히 두꺼워도 흡수되지 않는다. 이 에너지 손실은 위 그래프에서 A영역을 나타낸다. 그리고 밴드갭 에너지 보다 높은 광에너지는 열에너지로 소실되는데 초과 광에너지(hν- Eg)는 격자 진동에 기여한다. 이 에너지 손실은 B영역을 나타낸다. 전자와 홀이 각각 conduction band 하부와 valence band 상부에 생성되더라도 Fermi level이 conduction band와 valence band 사이에 위치하기 때문에 개방전압(Voc)은 항상 밴드갭 에너지 보다 낮다. 이 손실은 C영역을 나타낸다. 동작 전압이 Voc 보다 항상 낮기 때문에 fill factor가 1 보다 작다. 이 손실은 D영역을 나타낸다.     

실제 태양전지의 에너지 손실은 다음의 3가지 요인에 기인한다.  

- 반사율에 의한  손실: 맨 Si 웨이퍼의 표면 반사율은 30% 정도이므로 입사광의 70% 정도가 광전기변환에 쓰일 수 있다. 반사율을 줄이기 위해 반사 방지막 코팅과 표면 texturing이 도입된다. 또한 전면의 금속 그리드가 입사광을 줄인다.

- 재결합 손실: 효율에 영향은 주는 물질 변수는 소수 캐리어 수명과 캐리어 이동도이다. 왜나하면 캐리어는 공핍층내와 공핍 영역의 가장자리로 부터 거리가 확산거리 이내에 있어야 광전류로써 수집될 수 있다. 만약 확산거리가 충분히 길지 않으면 손실이 발생한다. deep level이나 전위(dislocation)와 같은 다른 격자 결함이나 결정 입계(grain boudary)가 물질내에 있으면 확산거리는 짧아 진다. 또한 높은 불순물 도핑 역시 확산거리를 짧게 한다. Voc는 격자 결함에 의한 포화 전류의 증가에 의해 떨어진다. 전면과 후면에서의 큰 표면 재결합은 Voc와 Isc을 떨어뜨린다. 

- 직렬(series)와 병렬(shunt) 저항에 의한 손실: 직렬 저항은 벌크 반도체 , 전극, 그리고 상호 연결에 의한 저항등을 뜻하고 병렬 저항은 태양전지의 가장자리를 통해 흐르는 누설 전류와 격자 결함에 의해 기인하는 저항이다.  

태양전지의 두께가 충분히 두껍지 않으면 포톤의 일부가 태양전지 물질을 통과해 버려 손실이 발생한다. 또한 제한된 공정 비용하에서 이상적인 물질 특성을 얻어야 하는 어려움이 있다.  

 참고: nanostructured materials for solar energy conversion, Tetsuo Soga