Idealitetsfaktorn härleds från lutningen på kurvorna Dark-IV, Suns-Voc och ibland Light-IV.

Den grundläggande celekvationen i mörker är:

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

där I är strömmen genom dioden, V är spänningen över dioden, I0 är mättnadsströmmen i mörker, n är idealitetsfaktorn och T är temperaturen i kelvin. q och k är båda konstanter. För V > 50 – 100 mV kan -1-termen ignoreras och därför reduceras ovanstående ekvation till:

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

Om man tar loggen av ekvationens båda sidor får man:

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

När man plottar den naturliga logaritmen av strömmen mot spänningen ger lutningen q/nkT och interceptet ger ln(I0). I verkliga celler beror idealitetsfaktorn på spänningen över cellen. Idealitetsfaktorn kan antingen plottas som en funktion av spänningen eller anges som ett enda värde. Eftersom idealitetsfaktorn varierar med spänningen måste spänningsintervallet också anges om den anges som ett enda värde.

Avvikelser i idealitetsfaktorn från ett indikerar att det antingen förekommer ovanliga rekombinationsmekanismer eller att rekombinationen förändras i omfattning. Idealitetsfaktorn är således ett kraftfullt verktyg för att undersöka rekombinationen i en anordning. Mätningen av I0 är endast giltig när idealitetsfaktorn är stabil.

Det finns flera praktiska problem vid mätning av idealitetsfaktorer:

• Vid låga spänningar dominerar shuntmotståndet (Rshunt)enhetens prestanda och orsakar en stor topp. Det är vanligtvis inte möjligt i praktiken att korrigera för effekterna av Rshunt.
• Vid höga spänningar i en mörk-IV-kurva dominerar seriemotståndet och detta orsakar en stor topp i idealitetsfaktorkurvan vid höga spänningar. Detta kan lindras genom att använda Suns-Voc-kurvan som som tidigare nämnts ger en kurva som är densamma som dark-IV men utan effekterna av seriemotståndet.
• Idealitetsfaktorn kommer från differentialen av en signal så den är mycket känslig för brus. Brusproblem är särskilt problematiska vid Suns-Voc-mätningar. För att minska bruset tas vanligen lutningen som en anpassning över flera punkter.
• Temperaturens effekter är ett problem, särskilt om temperaturen ändras under mätningen.

Den animerade grafen för idealitetsfaktorn nedan visar effekterna på en mörk IV-kurva. Kurvan utan resistiva effekter är ganska enkel, vid låga spänningar är idealitetsfaktorn två, vid höga spänningar är idealitetsfaktorn en. När resistiva effekter inkluderas blir kurvan ganska komplicerad. Att Rshunt dominerar vid låga spänningar innebär att idealitetsfaktorn vid låga spänningar inte är giltig.

Lokal idealitetsfaktor som bestäms från den mörka IV-kurvan med och utan effekterna av parasitmotstånd.

Dunkla IV-mätningar av begravda kontaktceller och de extraherade anpassningarna av den lokala idealitetsfaktorn. De olika kurvorna beror på att man varierar avståndet till cellkanten. De extraherade idealitetsfaktorerna visar att de ovanliga IV-kurvorna berodde på kantrekombination (bilden är hämtad från McIntosh 1.

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