Fotovoltaiske solceller absorberer energi fra sollys og omdanner den til elektrisk energi. For at processen skal fungere, skal sollys gøre det til solcellematerialet og absorberes, og energien skal komme ud af solcellen. Hver af disse faktorer påvirker effektiviteten af en solcelle. Nogle faktorer er de samme for store og små solceller, men der er nogle, der varierer med størrelsen. De faktorer, der varierer, har en tendens til at gøre det lettere for mindre solceller at være mere effektive end deres større kolleger.
Effektivitet
Der er flere forskellige måder at definere effektivitet på. Den, der giver mest mening ud fra forbrugerens perspektiv, er forholdet mellem produceret elektrisk energi og total sollysenergi, der rammer området for solcellen. Der er mange typer solceller. Multifunktionsceller er meget dyre, men kan være i nærheden af 40 procent effektive. Siliciumceller er 13 til 18 procent effektive, mens andre tilgange kaldet "tyndfilm" -celler er overalt fra 6 til 14 procent effektive. Materialet, designet og konstruktionen af cellen har meget større indflydelse på effektiviteten end størrelsen har.
At komme let ind
Den første faktor, der bestemmer effektiviteten af en solcelle er mængden af lys, der gør det til solcellematerialet. Overfladen på en solcelle skal have en slags elektrisk kontakt for at fuldføre kredsløbet og få strømmen ud. Disse elektroder forhindrer sollys i at nå det absorberende materiale. Desværre kan du ikke bare lægge små elektroder på kanten af en solcelle, for så mister du for meget af elektriciteten til modstand i solcellematerialet. Det betyder, at hvis du har en stor solcelle - sig omkring 5 tommer kvadrat - bliver du nødt til at have flere elektroder på tværs af overfladen og blokere lys. Hvis din solcelle er en halv tomme ved en tomme, kan du klare dig med en mindre procentdel af overfladen, der er dækket af elektroder.
Lys ind, elektroner ud
Når sollys kommer ind i solcellematerialet, bevæger det sig, indtil det interagerer med en elektron i materialet. Hvis elektronen absorberer sollysets energi, får det et boost. Det kan miste den energi ved at støde på andre elektroner. For det meste afhænger det ikke af størrelsen på solcellen. Det afhænger bare af dets sammensætning og design. Men hvis elektronerne skal gå længere i halvledermaterialet, er det mere sandsynligt, at de kan miste energi. Ved at gøre afstanden til elektroderne lille, er det mindre sandsynligt, at elektronen mister energi. Fordi større celler er designet med flere elektroder, ender det med at blive omtrent det samme, så dette ændrer sig ikke for meget med solcelle størrelse.
Solcelle størrelse
Modstand er et mål for, hvor svært det er for en elektron at rejse gennem et kredsløb. Da alt andet er lige, skaber kortere afstand lavere modstand, så det betyder, at mindre celler spilder mindre energi og bliver lidt mere effektive. Selvom alle disse effekter favoriserer mindre celler fremfor større, er de meget små påvirkninger af effektiviteten. Da solceller kun bliver rigtig nyttige, når de kombineres sammen, er det normalt fornuftigt at bruge større celler, så du ikke behøver at udføre så meget monteringsarbejde. Typisk er silicium solceller ca. 5 eller 6 tommer firkantede for at matche størrelsen på det rå silicium, de er bygget af. De sættes derefter sammen i paneler et par meter på en side.