Innehåll
Fotovoltaiska solceller absorberar energi från solljus och omvandlar den till elektrisk energi. För att processen ska fungera måste solljus göra det i solcellsmaterialet och absorberas, och energin behöver komma ur solcellen. Var och en av dessa faktorer påverkar effektiviteten hos en solcell. Vissa faktorer är desamma för stora och små solceller, men det finns vissa som varierar med storlek. Faktorerna som varierar tenderar att underlätta för mindre solceller att vara effektivare än deras större motsvarigheter.
Effektivitet
Det finns flera olika sätt att definiera effektivitet. Den som är mest förnuftig ur ett konsumentperspektiv är förhållandet mellan elektrisk energi som produceras och total solljusenergi som slår i solcellsområdet. Det finns många typer av solceller. Multifunktionsceller är mycket dyra, men kan vara i närheten av 40 procent effektiva. Kiselceller är 13 till 18 procent effektiva, medan andra metoder som kallas "tunnfilm" -celler är var som helst från 6 till 14 procent effektiva. Materialet, designen och konstruktionen av cellen har mycket mer inflytande på effektiviteten än storleken gör.
Att få ljus in
Den första faktorn som bestämmer effektiviteten hos en solcell är mängden ljus som gör det till solcellsmaterialet. En solcells yta måste ha någon form av elektrisk kontakt för att slutföra kretsen och få ut strömmen. Dessa elektroder hindrar solljus från att nå det absorberande materialet. Tyvärr kan du inte bara sätta små elektroder på kanten av en solcell eftersom du tappar för mycket av elektriciteten mot motstånd i solcellsmaterialet. Det betyder att om du har en stor solcell - säg cirka 5 tum kvadrat - måste du ha flera elektroder över ytan och blockera ljus. Om din solcell är en halv tum av en tum kan du klara med en mindre procentandel av ytan täckt av elektroder.
Ljus in, elektroner ute
När solljuset kommer in i solcellsmaterialet kommer det att röra sig tills det samverkar med en elektron i materialet. Om elektronen tar upp solskenets energi, kommer den att få ett boost. Den kan förlora den energin genom att stöta på andra elektroner. Det beror oftast inte på solcellens storlek. Det beror bara på dess sammansättning och design. Men om elektronema behöver gå längre i halvledarmaterialet, är det mer troligt att de kan förlora energi. Genom att göra avståndet till elektroderna litet är det mindre troligt att elektronen kommer att förlora energi. Eftersom större celler är utformade med fler elektroder, slutar avståndet att vara ungefär detsamma, så detta förändras inte för mycket med solcellstorlek.
Solcellstorlek
Resistance är ett mått på hur svårt det är för en elektron att resa genom en krets. Eftersom allt annat är lika, skapar kortare avstånd lägre motstånd, så det betyder att mindre celler kommer att slösa mindre energi och vara lite mer effektiva. Även om alla dessa effekter gynnar mindre celler framför större, är de mycket små påverkningar på effektiviteten. Eftersom solceller bara blir riktigt användbara när de kombineras tillsammans är det vanligt att använda större celler så att du inte behöver göra så mycket monteringsarbete. Vanligtvis är kiselsolceller cirka 5 eller 6 tum kvadratiska för att matcha storleken på den råa kisel som de är byggda från. De sätts sedan samman i paneler några meter på en sida.