Zawartość
Ogniwa fotowoltaiczne absorbują energię słoneczną i przekształcają ją w energię elektryczną. Aby proces zadziałał, światło słoneczne musi przedostać się do materiału ogniwa słonecznego i zostać pochłonięte, a energia musi wydostać się z ogniwa słonecznego. Każdy z tych czynników wpływa na wydajność ogniwa słonecznego. Niektóre czynniki są takie same dla dużych i małych ogniw słonecznych, ale niektóre są różne w zależności od wielkości. Różne czynniki zwykle ułatwiają mniejszym ogniwom słonecznym większą wydajność niż ich większe odpowiedniki.
Wydajność
Istnieje kilka różnych sposobów definiowania wydajności. Z punktu widzenia konsumenta najbardziej sensowny jest stosunek wytworzonej energii elektrycznej do całkowitej energii słonecznej uderzającej w obszar ogniwa słonecznego. Istnieje wiele rodzajów ogniw słonecznych. Komórki wielofunkcyjne są bardzo drogie, ale mogą znajdować się w okolicach 40 procent wydajności. Ogniwa krzemowe mają wydajność od 13 do 18 procent, podczas gdy inne metody zwane ogniwami „cienkowarstwowymi” są wydajne w zakresie od 6 do 14 procent. Materiał, konstrukcja i konstrukcja ogniwa mają znacznie większy wpływ na wydajność niż rozmiar.
Dostawać światło
Pierwszym czynnikiem determinującym sprawność ogniwa słonecznego jest ilość światła, która przenika do materiału ogniwa słonecznego. Powierzchnia ogniwa słonecznego musi mieć jakiś kontakt elektryczny, aby zakończyć obwód i uzyskać moc. Elektrody te blokują światło słoneczne przed docieraniem do materiału pochłaniającego. Niestety, nie można po prostu położyć małych elektrod na krawędzi ogniwa słonecznego, ponieważ wtedy traci się zbyt dużo energii elektrycznej na opór w materiale ogniwa słonecznego. Oznacza to, że jeśli masz duże ogniwo słoneczne - powiedzmy około 5 cali kwadratowych - będziesz musiał mieć kilka elektrod na całej powierzchni, blokujących światło. Jeśli twoje ogniwo słoneczne ma wymiary pół cala na jeden cal, możesz uzyskać mniejszy procent powierzchni pokrytej elektrodami.
Light In, Electrons Out
Kiedy światło słoneczne dostanie się do materiału ogniwa słonecznego, będzie podróżowało, dopóki nie wejdzie w interakcję z elektronem w materiale. Jeśli elektron pochłonie energię słoneczną, otrzyma impuls. Może stracić tę energię, wpadając na inne elektrony. Przeważnie nie zależy to od wielkości ogniwa słonecznego. To zależy tylko od jego składu i wyglądu. Jeśli jednak elektrony muszą pójść dalej w materiale półprzewodnikowym, istnieje większe prawdopodobieństwo, że mogą stracić energię. Zmniejszając odległość do elektrod, jest mniej prawdopodobne, że elektron straci energię. Ponieważ większe ogniwa są zaprojektowane z większą liczbą elektrod, odległość jest w przybliżeniu taka sama, więc nie zmienia się to zbytnio wraz z rozmiarem ogniwa słonecznego.
Rozmiar ogniwa słonecznego
Opór jest miarą tego, jak trudno elektronowi podróżować przez obwód. Ponieważ wszystko inne jest równe, krótszy odstęp powoduje niższy opór, co oznacza, że mniejsze komórki będą marnować mniej energii i będą nieco bardziej wydajne. Mimo że wszystkie te efekty faworyzują mniejsze komórki niż większe, mają one bardzo niewielki wpływ na wydajność. Ponieważ ogniwa słoneczne stają się naprawdę użyteczne tylko wtedy, gdy są ze sobą połączone, zwykle sensowne jest użycie większych ogniw, abyś nie musiał wykonywać tylu prac montażowych. Zazwyczaj krzemowe ogniwa słoneczne mają około 5 lub 6 cali kwadratowych, co odpowiada rozmiarowi surowego krzemu, z którego zostały zbudowane. Następnie są składane w panele kilka stóp z boku.