De idealiteitsfactor wordt afgeleid uit de helling van de donker-IV-, zon-IV- en soms de licht-IV-curve.

De basisvergelijking voor cellen in het donker is:

$$I=I_{0}left(\exp \left(\frac{q V}{n k T}rechts)-1right)$$

waar I de stroom door de diode is, V de spanning over de diode, I0 de verzadigingsstroom in het donker, n de idealiteitsfactor en T de temperatuur in kelvin. q en k zijn beide constanten. voor V > 50 – 100 mV kan de -1 term worden verwaarloosd en zo reduceert bovenstaande vergelijking tot:

$$I=I_{0} \exp \left(\frac{q V}{n k T}}rechts)$$

als je de log neemt van beide zijden van de vergelijking krijg je:

$$\ln (I)=(I_{0})+(\left(\frac{q V}{n k T})V$$

Wanneer de natuurlijke log van de stroom tegen de spanning wordt uitgezet, geeft de helling q/nkT en het intercept ln(I0). In echte cellen hangt de idealiteitsfactor af van de spanning over de cel. De idealiteitsfactor kan worden uitgezet als functie van de spanning of kan als één waarde worden gegeven. Aangezien de idealiteitsfactor varieert met de spanning, moet, indien de idealiteitsfactor als één waarde wordt gegeven, ook het spanningsbereik worden opgegeven.

Afwijkingen in de idealiteitsfactor ten opzichte van één geven aan dat er ofwel ongebruikelijke recombinatiemechanismen plaatsvinden ofwel dat de recombinatie in omvang verandert. De idealiteitsfactor is dus een krachtig hulpmiddel om de recombinatie in een apparaat te onderzoeken. De meting van I0 is slechts geldig wanneer de idealiteitsfactor stabiel is.

Er zijn verschillende praktische problemen bij het meten van idealiteitsfactoren:

• Bij lage spanningen overheerst de shuntweerstand (Rshunt) de prestaties van het apparaat en veroorzaakt een grote piek. Het is in de praktijk meestal niet mogelijk voor de effecten van Rshunt te corrigeren.
• Bij hoge spanningen in een donker-IV curve overheerst de serieweerstand en dit veroorzaakt bij hoge spanningen een grote piek in de idealiteitsfactorcurve. Dit kan worden verlicht door gebruik te maken van de Suns-Voc curve die, zoals eerder opgemerkt, een curve geeft die hetzelfde is als donker-IV, maar zonder de effecten van de serieweerstand.
• De idealiteitsfactor is afkomstig van de differentiaal van een signaal, zodat deze zeer gevoelig is voor ruis. Ruisproblemen zijn bijzonder problematisch bij Suns-Voc metingen. Om de ruis te verminderen wordt de helling gewoonlijk genomen als een pasvorm over verscheidene punten.
• De effecten van temperatuur zijn een probleem vooral als de temperatuur tijdens de meting verandert.

De idealiteitsfactor geanimeerde grafiek hieronder toont de effecten op een donkere IV kromme. De kromme zonder weerstandseffecten is vrij eenvoudig, bij lage spanningen is de idealiteitsfactor twee, bij hoge spanningen is de idealiteitsfactor één. Zodra de resistieve effecten worden meegerekend, wordt de kromme vrij ingewikkeld. De overheersing door Rshunt bij lage spanningen betekent dat de idealiteitsfactor bij lage spanningen niet geldig is.

Lokale Idealiteitsfactor bepaald uit de donkere IV curve met en zonder de effecten van parasitaire weerstand.

Donkere IV-metingen van begraven contactcellen en de geëxtraheerde lokale idealiteitsfactor past. De verschillende curven zijn afkomstig van het variëren van de afstand tot de celrand. De geëxtraheerde idealiteitsfactoren tonen aan dat de ongewone IV-curven te wijten zijn aan de randrecombinatie. (Foto overgenomen van McIntosh 1.

• 1. K. R. McIntosh and Honsberg, C. B., “The Influence of Edge Recombination on a Solar Cell’s IV Curve”, 16th European Photovoltaic Solar Energy Conference. 2000.