Conţinut
Celulele solare fotovoltaice absorb energia din lumina soarelui și o transformă în energie electrică. Pentru ca procesul să funcționeze, lumina solară trebuie să se transforme în materialul celulelor solare și să se absoarbă, iar energia trebuie să iasă din celula solară. Fiecare dintre acești factori influențează eficiența unei celule solare. Unii factori sunt aceiași pentru celulele solare mari și mici, dar există unii care variază cu dimensiunea. Factorii care variază tind să facă mai ușor eficiența celulelor solare mai mici decât omologii lor mai mari.
Eficienţă
Există mai multe moduri diferite de definire a eficienței. Cea care are cel mai mult sens din perspectiva consumatorilor este ca raportul dintre energia electrică produsă și energia totală a soarelui care lovește zona celulei solare. Există multe tipuri de celule solare. Celulele multifuncționale sunt foarte scumpe, dar pot fi eficiente în vecinătate cu 40%. Celulele de siliciu sunt eficiente între 13 și 18 la sută, în timp ce celelalte abordări numite celule „film subțire” sunt oriunde între 6 și 14 la sută eficiente. Materialul, designul și construcția celulei au o influență mult mai mare asupra eficienței decât dimensiunea.
Obținerea luminii
Primul factor care determină eficiența unei celule solare este cantitatea de lumină care o transformă în materialul celulelor solare. Suprafața unei celule solare trebuie să aibă un fel de contact electric pentru a finaliza circuitul și pentru a obține puterea. Acei electrozi împiedică lumina soarelui să ajungă la materialul absorbant. Din păcate, nu puteți pune electrozi mici pe marginea unei celule solare, deoarece atunci pierdeți prea mult din electricitate la rezistența din materialul celulelor solare. Asta înseamnă că dacă aveți o celulă solară mare - spuneți aproximativ 5 centimetri pătrați - va trebui să aveți mai mulți electrozi pe toată suprafața, blocând lumina. Dacă celula dvs. solară este de jumătate de centimetru cu un inch, atunci puteți obține cu un procent mai mic din suprafața acoperită de electrozi.
Lumina înăuntru, electroni afară
Când lumina soarelui ajunge în materialul celulelor solare, acesta va călători până când interacționează cu un electron din material. Dacă electronul absoarbe energia luminii solare, se va da un impuls. Poate pierde acea energie lovind în alți electroni. În mare parte, asta nu depinde de dimensiunea celulei solare. Depinde doar de compoziția și designul său. Cu toate acestea, dacă electronii trebuie să meargă mai departe în materialul cu semiconductor, cu atât este mai probabil să poată pierde energie. Prin distanța față de electrozi este mică, atunci este mai puțin probabil ca electronul să piardă energie. Deoarece celulele mai mari sunt proiectate cu mai mulți electrozi, distanța ajunge să fie aproximativ aceeași, deci acest lucru nu se schimbă prea mult cu dimensiunea celulei solare.
Dimensiunea celulei solare
Rezistența este o măsură a cât de greu este pentru un electron să circule printr-un circuit. Dacă orice altceva este egal, distanța mai scurtă creează o rezistență mai mică, astfel încât celulele mai mici vor pierde mai puțină energie și vor fi puțin mai eficiente. Chiar dacă toate aceste efecte favorizează celulele mai mici decât cele mai mari, ele sunt influențe foarte mici asupra eficienței. Deoarece celulele solare devin cu adevărat utile doar atunci când sunt combinate împreună, de obicei, are sens să utilizați celule mai mari, astfel încât nu trebuie să faceți atâtea lucrări de asamblare. De obicei, celulele solare din siliciu sunt de aproximativ 5 sau 6 centimetri pătrați pentru a se potrivi cu dimensiunea siliciului brut din care sunt construite. Au fost apoi alăturate în panouri câțiva metri pe o parte.