Innhold
Fotovoltaiske solceller tar opp energi fra sollys og konverterer den til elektrisk energi. For at prosessen skal fungere, trenger sollys å gjøre det inn i solcelle-materialet og bli absorbert, og energien trenger å komme ut av solcellen. Hver av disse faktorene påvirker effektiviteten til en solcelle. Noen faktorer er de samme for store og små solceller, men det er noen som varierer med størrelse. Faktorene som varierer har en tendens til å gjøre det lettere for mindre solceller å være mer effektive enn deres større kolleger.
Effektivitet
Det er flere forskjellige måter å definere effektivitet på. Det som gir mest mening fra et forbrukerperspektiv, er som forholdet mellom elektrisk energi produsert og total sollys energi som treffer området til solcellen. Det er mange typer solceller. Multifunksjonsceller er veldig dyre, men kan være i nærheten av 40 prosent effektive. Silisiumceller er 13 til 18 prosent effektive, mens andre tilnærminger som kalles "tynnfilm" -celler er alt fra 6 til 14 prosent effektive. Materialet, designen og konstruksjonen av cellen har mye mer innflytelse på effektiviteten enn størrelsen gjør.
Å få lys inn
Den første faktoren som bestemmer effektiviteten til en solcelle er lysmengden som gjør den til solcelle-materialet. Overflaten på en solcelle må ha en slags elektrisk kontakt for å fullføre kretsen og få ut strømmen. Disse elektrodene hindrer sollys fra å nå det absorberende materialet. Dessverre kan du ikke bare sette små elektroder på kanten av en solcelle fordi du mister for mye av elektrisiteten mot motstand i solcellematerialet. Det betyr at hvis du har en stor solcelle - si omtrent 5 tommer kvadrat - må du ha flere elektroder over overflaten og blokkerer lys. Hvis solcellen din er en halv tomme for en tomme, kan du klare deg med en mindre prosentandel av overflaten dekket av elektroder.
Lys inn, elektroner ute
Når sollys kommer inn i solcelle-materialet, vil det reise videre til det samspiller med et elektron i materialet. Hvis elektronet tar opp sollyset energi, vil det få et løft. Den kan miste den energien ved å støte på andre elektroner. Stort sett avhenger det ikke av størrelsen på solcellen. Det avhenger bare av sammensetning og design. Imidlertid, hvis elektronene trenger å gå lenger i halvledermaterialet, er det mer sannsynlig at de kan miste energi. Ved å gjøre avstanden til elektrodene liten, er det mindre sannsynlig at elektronet mister energi. Fordi større celler er designet med flere elektroder, ender avstanden med å være omtrent den samme, så dette endres ikke for mye med solcellestørrelse.
Solcellestørrelse
Motstand er et mål på hvor vanskelig det er for et elektron å reise gjennom en krets. Når alt annet er likt, skaper kortere avstand lavere motstand, så det betyr at mindre celler vil kaste bort mindre energi og være litt mer effektive. Selv om alle disse effektene favoriserer mindre celler fremfor større celler, er de veldig små påvirkninger på effektiviteten. Siden solceller bare blir veldig nyttige når de kombineres sammen, er det vanligvis fornuftig å bruke større celler slik at du ikke trenger å gjøre så mye monteringsarbeid. Vanligvis er silisiumsolceller omtrent 5 eller 6 inches kvadrat for å matche størrelsen på rå silisium de er bygget fra. Theyre deretter satt sammen i paneler noen meter på en side.