O factor de idealidade é derivado da inclinação do escuro IV, Sol-Voc e ocasionalmente da curva Luz-IV.

A equação básica da célula no escuro é:

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

onde I é a corrente através do diodo, V é a voltagem através do diodo, I0 é a corrente de saturação escura, n é o fator de idealidade e T é a temperatura em kelvin. q e k são ambas constantes. para V > 50 – 100 mV o termo -1 pode ser ignorado e assim a equação acima reduz para:

$$I=I_{0} \EXPERIÊNCIA À ESQUERDA (q V) VERDADEIRO (n k T) $$

tomando o log dos dois lados da equação dá:

$$$$$ln (I)=lnesquerda(I_{0}{0}direita)+esquerda(|frac{q V}{n k T}{n k T}{direita) V$$

Ao traçar o log natural da corrente contra a voltagem, a inclinação dá q/nkT e a intercepção dá ln(I0). Nas células reais o fator de idealidade depende da voltagem através da célula. O fator de idealidade pode ser traçado em função da voltagem ou pode ser dado como um único valor. Como o fator de idealidade varia com a voltagem, se dado como um único valor o intervalo de voltagem também precisa ser dado.

Deviações no fator de idealidade de um indicam que ou há mecanismos de recombinação incomuns ocorrendo ou que a recombinação está mudando em magnitude. Assim, o fator de idealidade é uma ferramenta poderosa para examinar a recombinação em um dispositivo. A medida de I0 só é válida quando o fator de idealidade é estável.

Existem vários problemas práticos ao medir fatores de idealidade:

• Em baixas tensões a resistência de shunt (Rshunt)domina o desempenho do dispositivo e causa um grande pico. Normalmente não é possível na prática corrigir os efeitos do Rshunt.
• Em altas tensões numa curva escuro IV a resistência da série domina e isto causa um grande pico na curva do fator de idealidade em altas tensões. Isto pode ser aliviado usando a curva Suns-Voc que, como observado anteriormente, dá a uma curva o mesmo que a curva Dark-IV, mas sem os efeitos da resistência em série.
• O fator de idealidade vem do diferencial de um sinal, por isso é muito propenso ao ruído. Os problemas de ruído são particularmente problemáticos nas medições Suns-Voc. Para reduzir o ruído a inclinação é normalmente tomada como um ajuste em vários pontos.
• Os efeitos da temperatura são um problema particularmente se a temperatura muda durante a medição.

O gráfico animado do fator de idealidade abaixo mostra os efeitos em uma curva IV escura. A curva sem efeitos resistivos é bastante simples, em baixas tensões o fator de idealidade é dois, em altas tensões o fator de idealidade é um. Uma vez incluídos os efeitos resistivos, a curva torna-se bastante complicada. A dominação por Rshunt em baixas tensões significa que o fator de idealidade em baixas tensões não é válido.

Fator de idealidade local determinado a partir da curva IV escura com e sem os efeitos da resistência parasitária.

Medições da curva IV escura de células de contacto enterradas e o factor de idealidade local extraído encaixa. As diferentes curvas são desde a variação da distância até a borda da célula. Os fatores de idealidade extraídos mostram que as curvas IV incomuns foram devidas à recombinação da borda (Figura redesenhada de McIntosh 1.

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