Sadržaj
Fotonaponske solarne ćelije apsorbiraju energiju sunčeve svjetlosti i pretvaraju je u električnu. Da bi proces radio, sunčevu svjetlost treba pretvoriti u materijal solarnih ćelija i upiti, a energija mora izaći iz solarne ćelije. Svaki od tih čimbenika utječe na učinkovitost solarne ćelije. Neki su faktori isti za velike i male solarne ćelije, ali postoje i neki koji se razlikuju u veličini. Različiti čimbenici obično olakšavaju djelovanje manjih solarnih ćelija učinkovitije od svojih većih kolega.
efikasnost
Postoji nekoliko različitih načina definiranja učinkovitosti. Ono što iz perspektive potrošača ima najviše smisla jest odnos električne energije proizvedene u ukupnoj energiji sunčeve svjetlosti koja udara u područje solarne ćelije. Postoji mnogo vrsta solarnih ćelija. Višenamjenske ćelije su vrlo skupe, ali mogu biti u okolini 40 posto učinkovite. Silicijske ćelije su učinkovite od 13 do 18 posto, dok su drugi pristupi koji se nazivaju "tankofilnim" stanicama djelotvorni od 6 do 14 posto. Materijal, dizajn i konstrukcija ćelije imaju mnogo veći utjecaj na učinkovitost nego veličina.
Ulazak svjetla
Prvi faktor koji određuje učinkovitost solarne ćelije je količina svjetlosti koja je pretvara u materijal solarne ćelije. Površina solarne ćelije mora imati nekakav električni kontakt da bi dovršio krug i isključio struju. Te elektrode blokiraju sunčevu svjetlost da dopre do apsorbirajućeg materijala. Nažalost, ne možete samo staviti male elektrode na rub solarne ćelije jer tada gubite previše električne energije na otpornost materijala solarne ćelije. To znači da ako imate veliku solarnu ćeliju - recimo oko 5 inča kvadrat - morat ćete imati nekoliko elektroda preko površine, koja blokiraju svjetlost. Ako je vaša solarna ćelija pola inča po centimetar, možete je probiti uz manji postotak površine prekrivene elektrodama.
Uključite svjetlost, izlaze elektroni
Kada sunčeva svjetlost uđe u materijal solarnih ćelija, kretat će se dok ne uđe u interakciju s elektronom u materiji. Ako elektron apsorbira energiju sunčeve svjetlosti, dat će joj poticaj. Tu energiju može izgubiti naletom na druge elektrone. Uglavnom, to ne ovisi o veličini solarne ćelije. To samo ovisi o njegovom sastavu i dizajnu. Međutim, ako elektroni moraju ići dalje u materijalu za poluvodiče, vjerojatnije je da će izgubiti energiju. Ako je udaljenost do elektroda mala, onda je manje vjerovatno da će elektron izgubiti energiju. Budući da su veće ćelije dizajnirane s više elektroda, udaljenost završava približno isto, tako da se to ne mijenja previše s veličinom solarne ćelije.
Veličina solarne ćelije
Otpor je mjera koliko je elektronu teško proći kroz krug. Ako su svi ostali jednaki, kraća udaljenost stvara manji otpor, tako da manje ćelije troše manje energije i budu malo efikasnije. Iako svi ti učinci favoriziraju manje stanice u odnosu na veće, oni vrlo malo utječu na učinkovitost. Budući da solarne ćelije postaju zaista korisne samo kad se sjedine zajedno, obično je smisleno koristiti veće ćelije, tako da ne morate obavljati toliko montažnih poslova. Tipične solarne ćelije od silicija su oko 5 ili 6 inča kvadratne veličine kako bi se podudarale sa veličinom sirovog silikona iz kojih su izgrađene. Zatim se sastave u panele nekoliko metara sa strane.