האם תאים סולריים גדולים יותר יעילים?

תאים סולאריים פוטו-וולטאיים סופגים אנרגיה מאור השמש והופכים אותה לאנרגיה חשמלית. כדי שהתהליך יעבוד, אור השמש צריך להפוך אותו לחומר התא הסולארי ולהיספג, והאנרגיה צריכה לצאת מהתא הסולארי. כל אחד מאותם גורמים משפיע על יעילות התא הסולארי. ישנם גורמים זהים עבור תאים סולאריים גדולים וקטנים, אך ישנם כאלה המשתנים בהתאם לגודל. הגורמים המשתנים נוטים להקל על תאים סולריים קטנים יותר להיות יעילים יותר מעמיתיהם הגדולים.

ישנן מספר דרכים שונות להגדרת יעילות. ההגיוני ביותר מנקודת מבטו של הצרכן הוא כיחס האנרגיה החשמלית המיוצרת לאנרגיית השמש הכוללת הפוגעת בשטח התא הסולארי. ישנם סוגים רבים של תאים סולאריים. תאים רב תכליתיים הם יקרים מאוד, אך יכולים להיות בסביבות של 40 אחוז יעילים. תאי הסיליקון יעילים בין 13 ל -18 אחוזים, בעוד שגישות אחרות המכונות תאים "סרט דק" יעילות בין 6 ל -14 אחוזים. לחומר, לעיצוב ובניית התא יש הרבה יותר השפעה על היעילות מאשר לגודל.

הגורם הראשון שקובע את יעילות התא הסולארי הוא כמות האור ההופכת אותו לחומר התא הסולרי. לפני השטח של תא סולרי צריך להיות איזה סוג של מגע חשמלי כדי להשלים את המעגל ולהוציא את הכוח. אלקטרודות אלה חוסמות את אור השמש מלהגיע לחומר הקולט. למרבה הצער, אתה לא יכול פשוט לשים אלקטרודות קטנות על קצה תא סולארי כי אז אתה מאבד יותר מדי מהחשמל להתנגדות בחומר התא הסולארי. המשמעות היא שאם יש לך תא סולארי גדול - נניח בערך 5 אינץ 'מרובע - תצטרך שיהיו כמה אלקטרודות על פני השטח שיחסמו אור. אם התא הסולארי שלך הוא חצי סנטימטר על סנטימטר אחד, אתה יכול להסתדר עם אחוז קטן יותר מהשטח המכוסה באלקטרודות.

כאשר אור השמש נכנס לחומר התא הסולרי, הוא יעבור לאורך עד שיתקיים אינטראקציה עם אלקטרון בחומר. אם האלקטרון סופג את אנרגיית אור השמש, הוא יקבל דחיפה. זה יכול לאבד את האנרגיה הזו על ידי התנגשות באלקטרונים אחרים. בעיקר, זה לא תלוי בגודל התא הסולארי. זה רק תלוי בהרכב ובעיצוב. עם זאת, אם האלקטרונים צריכים להגיע רחוק יותר בחומר מוליכים למחצה, סביר יותר שהם יאבדו אנרגיה. על ידי כך שהמרחק לאלקטרודות קטן, פחות סביר שהאלקטרון יאבד אנרגיה. מכיוון שתאים גדולים יותר מתוכננים עם יותר אלקטרודות, המרחק בסופו של דבר בערך זהה, כך שזה לא משתנה יותר מדי עם גודל התא הסולארי.

התנגדות היא מדד לכמה קשה לאלקטרון לעבור במעגל. כאשר כל השאר שווה, מרחק קצר יותר יוצר עמידות נמוכה יותר, כך שזה אומר שתאים קטנים יותר יבזבזו פחות אנרגיה ויהיו מעט יעילים יותר. למרות שכל ההשפעות הללו מעדיפות תאים קטנים יותר מאשר גדולים יותר, הם משפיעים מאוד על יעילותם. מכיוון שתאים סולאריים הופכים להיות שימושיים באמת רק כאשר הם משולבים יחד, בדרך כלל הגיוני להשתמש בתאים גדולים יותר כדי שלא תצטרכו לעשות כל כך הרבה עבודות הרכבה. בדרך כלל, תאי השמש הסיליקוניים מרובעים בכ- 5 או 6 אינץ 'כדי להתאים לגודל הסיליקון הגולמי ממנו הם בנויים. לאחר מכן הם מחוברים בלוחות כמה מטרים בצד.