По-големите слънчеви клетки по-ефективни ли са?

Фотоволтаичните слънчеви клетки абсорбират енергията от слънчевата светлина и я преобразуват в електрическа енергия. За да работи процесът, слънчевата светлина трябва да влезе в материала на слънчевата клетка и да се абсорбира, а енергията трябва да излезе от слънчевата клетка. Всеки от тези фактори влияе върху ефективността на слънчевата клетка. Някои фактори са еднакви за големите и малките слънчеви клетки, но има някои, които варират в зависимост от размера. Факторите, които варират, улесняват по-малките слънчеви клетки да бъдат по-ефективни от по-големите си колеги.

Има няколко различни начина за определяне на ефективността. Това, което има най-голямо значение от гледна точка на потребителя, е като съотношението на произведената електрическа енергия към общата енергия на слънчевата светлина, удряща площта на слънчевата клетка. Има много видове слънчеви клетки. Многофункционалните клетки са много скъпи, но могат да бъдат около 40% ефективни. Силициевите клетки са ефективни от 13 до 18 процента, докато други подходи, наречени "тънкослойни" клетки, са от 6 до 14 процента ефективни. Материалът, дизайнът и конструкцията на клетката оказват много по-голямо влияние върху ефективността, отколкото размерът.

Първият фактор, който определя ефективността на слънчевата клетка, е количеството светлина, което я прави в материала на слънчевата клетка. Повърхността на слънчевата клетка трябва да има някакъв електрически контакт, за да завърши веригата и да изведе захранването. Тези електроди блокират слънчевата светлина да достигне абсорбиращия материал. За съжаление не можете просто да поставите малки електроди на ръба на слънчева клетка, защото тогава губите твърде много от електричеството за устойчивост в материала на слънчевата клетка. Това означава, че ако имате голяма слънчева клетка - да речем около 5 инча квадратна - ще трябва да имате няколко електрода по повърхността, блокиращи светлината. Ако вашата слънчева клетка е половин инч на един инч, тогава можете да се справите с по-малък процент от повърхността, покрита от електроди.

Когато слънчевата светлина попадне в материала на слънчевата клетка, тя ще се движи, докато взаимодейства с електрон в материала. Ако електронът абсорбира енергията на слънчевата светлина, той ще получи тласък. Той може да загуби тази енергия, като се натъкне на други електрони. Най-вече това не зависи от размера на слънчевата клетка. Това зависи само от неговия състав и дизайн. Ако обаче електроните трябва да отидат по-далеч в полупроводниковия материал, е по-вероятно те да загубят енергия. Като направите разстоянието до електродите малко, тогава е по-малко вероятно електронът да загуби енергия. Тъй като по-големите клетки са проектирани с повече електроди, разстоянието в крайна сметка е приблизително същото, така че това не се променя твърде много с размера на слънчевите клетки.

Съпротивлението е мярка за това колко трудно е електронът да пътува през верига. При равни други условия, по-краткото разстояние създава по-ниско съпротивление, така че по-малките клетки ще губят по-малко енергия и ще бъдат малко по-ефективни. Въпреки че всички тези ефекти благоприятстват по-малките клетки пред по-големите, те имат много малко влияние върху ефективността. Тъй като слънчевите клетки стават наистина полезни само когато се комбинират заедно, обикновено има смисъл да се използват по-големи клетки, така че да не се налага да правите толкова много монтажни работи. Обикновено силициевите слънчеви клетки са около 5 или 6 инча квадратни, за да съответстват на размера на суровия силиций, от който са изградени. След това се сглобяват в панели на няколко фута отстрани.