Fotoelektros saulės elementai sugeria saulės spindulių energiją ir paverčia ją elektros energija. Kad procesas vyktų, saulės šviesa turi patekti į saulės elementų medžiagą ir absorbuotis, o energija turi išeiti iš saulės elemento. Visi šie veiksniai turi įtakos saulės elemento efektyvumui. Kai kurie veiksniai yra vienodi dideliems ir mažiems saulės elementams, tačiau yra ir tokių, kurie skiriasi priklausomai nuo dydžio. Dėl skirtingų veiksnių mažesni saulės elementai gali būti efektyvesni už didesnius analogus.
Efektyvumas
Yra keli skirtingi efektyvumo apibrėžimo būdai. Prasmingiausia iš vartotojo perspektyvos yra pagamintos elektros energijos ir visos saulės energijos, patenkančios į saulės elemento plotą, santykis. Yra daugybė saulės elementų tipų. Daugiafunkcinės kameros yra labai brangios, tačiau gali būti beveik 40 proc. Efektyvios. Silicio elementų efektyvumas yra nuo 13 iki 18 proc., O kiti metodai, vadinami „plonos plėvelės“ elementais, yra nuo 6 iki 14 proc. Medžiaga, elemento konstrukcija ir konstrukcija turi daug didesnę įtaką efektyvumui nei dydis.
Šviesos patekimas
Pirmasis veiksnys, lemiantis saulės elemento efektyvumą, yra šviesos kiekis, padarantis jį į saulės elemento medžiagą. Saulės elemento paviršius turi turėti tam tikrą elektros kontaktą, kad užbaigtų grandinę ir išeitų energija. Tie elektrodai neleidžia saulės spinduliams pasiekti absorbuojančios medžiagos. Deja, ant saulės elemento krašto negalima įdėti tik mažų elektrodų, nes tada jūs prarandate per daug elektros energijos saulės elementų atsparumui. Tai reiškia, kad jei turite didelį saulės elementą - tarkime, apie 5 colių kvadratą - jums reikės kelių elektrodų visame paviršiuje, kurie blokuoja šviesą. Jei jūsų saulės elementas yra pusė colio, tada jūs galite išsiversti su mažesne paviršiaus dalimi, padengta elektrodais.
Šviesa įeina, elektronai išnyksta
Saulės spinduliams patekus į saulės elementų medžiagą, jie keliaus tol, kol sąveikaus su medžiagoje esančiu elektronu. Jei elektronas sugers saulės spindulių energiją, jam bus suteiktas impulsas. Jis gali prarasti tą energiją atsitrenkdamas į kitus elektronus. Dažniausiai tai nepriklauso nuo saulės elemento dydžio. Tai priklauso tik nuo jo kompozicijos ir dizaino. Tačiau, jei elektronams reikia eiti toliau puslaidininkių medžiagoje, labiau tikėtina, kad jie gali prarasti energiją. Mažinant atstumą iki elektrodų, mažiau tikėtina, kad elektronas praras energiją. Kadangi didesnių elementų konstrukcijose yra daugiau elektrodų, atstumas galiausiai yra maždaug toks pat, todėl saulės elementų dydžiu tai per daug nesikeičia.
Saulės elementų dydis
Varža yra matas, kaip sunku elektronui keliauti per grandinę. Kai visa kita yra lygi, mažesnis atstumas sukuria mažesnį pasipriešinimą, todėl mažesnės ląstelės eikvos mažiau energijos ir bus šiek tiek efektyvesnės. Nors visi šie efektai teikia pirmenybę mažesnėms ląstelėms, o ne didesnėms, jie labai mažai veikia efektyvumą. Kadangi saulės elementai tampa tikrai naudingi tik sujungti kartu, paprastai yra prasminga naudoti didesnes baterijas, kad nereikėtų atlikti tiek daug surinkimo darbų. Paprastai silicio saulės elementai yra maždaug 5 arba 6 colių kvadratiniai, kad atitiktų žalio silicio, iš kurio jie pagaminti, dydį. Tada jie sujungiami į plokštes kelias pėdas ant šono.