Apakah Sel Surya Lebih Besar Lebih Efisien?

Sel surya fotovoltaik menyerap energi dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik. Agar proses bekerja, sinar matahari perlu masuk ke dalam bahan sel surya dan diserap, dan energi perlu keluar dari sel surya. Masing-masing faktor tersebut mempengaruhi efisiensi sel surya. Beberapa faktor yang sama untuk sel surya besar dan kecil, tetapi ada beberapa yang berbeda dengan ukuran. Faktor-faktor yang bervariasi cenderung memudahkan sel surya yang lebih kecil menjadi lebih efisien daripada rekan-rekan mereka yang lebih besar.

Ada beberapa cara berbeda untuk mendefinisikan efisiensi. Salah satu yang paling masuk akal dari sudut pandang konsumen adalah rasio energi listrik yang dihasilkan terhadap total energi sinar matahari yang mengenai area sel surya. Ada banyak jenis sel surya. Sel multifungsi sangat mahal, tetapi dapat mencapai efisiensi 40 persen. Sel silikon 13 hingga 18 persen efisien, sementara pendekatan lain yang disebut sel "film tipis" memiliki efisiensi 6 hingga 14 persen. Bahan, desain, dan konstruksi sel memiliki pengaruh yang jauh lebih besar terhadap efisiensi daripada ukurannya.

Faktor pertama yang menentukan efisiensi sel surya adalah jumlah cahaya yang masuk ke dalam bahan sel surya. Permukaan sel surya perlu memiliki semacam kontak listrik untuk menyelesaikan rangkaian dan mengeluarkan daya. Elektroda tersebut menghalangi sinar matahari mencapai bahan penyerap. Sayangnya, Anda tidak bisa hanya meletakkan elektroda kecil di tepi sel surya karena Anda kehilangan terlalu banyak listrik untuk menahan bahan sel surya. Itu berarti bahwa jika Anda memiliki sel surya besar -- katakanlah sekitar 5 inci persegi -- Anda perlu memiliki beberapa elektroda di permukaannya, menghalangi cahaya. Jika sel surya Anda berukuran setengah inci kali satu inci maka Anda bisa bertahan dengan persentase yang lebih kecil dari permukaan yang ditutupi oleh elektroda.

Ketika sinar matahari masuk ke dalam bahan sel surya, ia akan melakukan perjalanan bersama sampai berinteraksi dengan elektron dalam bahan tersebut. Jika elektron menyerap energi sinar matahari, maka akan diberikan dorongan. Itu bisa kehilangan energi itu dengan menabrak elektron lain. Sebagian besar, itu tidak tergantung pada ukuran sel surya. Itu hanya tergantung pada komposisi dan desainnya. Namun, jika elektron perlu melangkah lebih jauh dalam bahan semikonduktor, kemungkinan besar mereka dapat kehilangan energi. Dengan membuat jarak ke elektroda kecil, maka kecil kemungkinan elektron akan kehilangan energi. Karena sel yang lebih besar dirancang dengan lebih banyak elektroda, jarak akhirnya hampir sama, jadi ini tidak terlalu banyak berubah dengan ukuran sel surya.

Resistansi adalah ukuran seberapa sulit bagi elektron untuk melakukan perjalanan melalui sirkuit. Dengan segala sesuatu yang lain dianggap sama, jarak yang lebih pendek menciptakan resistensi yang lebih rendah, sehingga berarti sel yang lebih kecil akan membuang lebih sedikit energi dan menjadi sedikit lebih efisien. Meskipun semua efek tersebut mendukung sel yang lebih kecil daripada yang lebih besar, pengaruhnya sangat kecil pada efisiensi. Karena sel surya hanya menjadi sangat berguna ketika digabungkan bersama, biasanya masuk akal untuk menggunakan sel yang lebih besar sehingga Anda tidak perlu melakukan banyak pekerjaan perakitan. Biasanya, sel surya silikon berukuran sekitar 5 atau 6 inci persegi agar sesuai dengan ukuran silikon mentah yang mereka buat. Mereka kemudian disatukan dalam panel beberapa kaki di samping.