Fotoelektriskās saules baterijas ir pusvadītāju materiāli, kas konstruēti, lai saules gaismu pārveidotu par elektrību. Jūs varat domāt par pusvadītāju kā tukšu plauktu virs atkritumu tvertnes, kas ir pilna ar veselīgām bumbām - kur bumbiņas ir kā pusvadītāja elektroni. Bumbas zemāk esošajā atkritumu tvertnē nevar pārvietoties ļoti tālu, tāpēc materiāls vada slikti. Bet, ja bumba pielec pie plaukta, tā var ļoti viegli ripināties, tāpēc materiāls pārvēršas par labu vadītāju. Kad saules gaisma nonāk pusvadītājā, tā var izcelt bumbu no tvertnes un ievietot to uz plaukta. Jūs domājat, ka jo vairāk saules gaismas, jo labāk - vairāk bumbiņu ievieto plauktā, vairāk strāvas no Saules šūnas. Bet vairāk saules gaismas var nozīmēt arī augstāku temperatūru - un augstāka temperatūra parasti samazina saules baterijas enerģiju.
Pusvadītāji
Kad saules gaisma nonāk saules baterijā, tā pievieno enerģiju elektroniem, taču šie enerģētiskie elektroni nevienam nedara neko labu saules šūnā - viņiem ir jāizkāpj. Tātad saules baterijas ir konstruētas tā, lai plaukts atrastos leņķī. Bumba plauktā ātri ripo lejup. Ja jūs uzbūvējat cauruli no plaukta zemās malas, kas vijas līdz zemāk esošajai atkritumu tvertnei, bumbiņas izplūdīs no saules baterijas un atpakaļ. Tas ir vairāk vai mazāk, kas notiek, ja elektrības vadus piesaista saules baterijai - saules gaisma uzņem elektronus un iestumj ķēdē.
Jauda no Saules šūnas
Elektriskā izteiksmē jauda ir spriegums reizināts ar strāvu. Strāva attiecas uz elektronu skaitu, kas izstumti no Saules šūnas, un spriegums attiecas uz "grūdienu", ko katrs elektrons saņem. Atskatoties uz atkritumu tvertni un plauktu, strāva ir bumbiņu skaits, kas katru sekundi tiek likts uz plaukta, un spriegums ir plaukta augstums.
Kad saule kļūst spožāka. tas dod enerģiju vairākiem elektroniem - paceļ vairāk bumbiņu uz plaukta -, bet plaukts nekļūst augstāks. Tas ir, saules baterijas spriegums ir atkarīgs no tā, kā saules baterija tiek uzbūvēta, savukārt maksimālā strāva ir atkarīga no tā, cik daudz saules absorbē. Spriegums un strāva ir atkarīgi arī no dažiem citiem faktoriem. Viens no tiem ir temperatūra.
Temperatūras ietekme
Temperatūra mēra, cik daudz lietas pārvietojas. Pusvadītāja gadījumā temperatūra mēra, cik daudz elektroni pārvietojas apkārt un cik daudz šo elektronu turētāji pārvietojas apkārt. Atkal domājot par plauktu plauktu un tvertni, kad pusvadītājs ir karstāks, tas ir tā, it kā bumbiņas ņurdētu un atlecētu apkārt atkritumu tvertnē, un augšējais plaukts vibrē uz augšu un uz leju.
Karstā saules baterijā bumbiņas jau mazliet atlec, saules gaismai ir vieglāk tās paņemt un nolikt plauktā. Tā kā plaukts vibrē uz augšu un uz leju, bumbiņām ir arī vieglāk nokļūt plauktā, taču, tā kā tās nav tik augstas, tās nerit tik ātri. Tas ir, kad silīcija saules baterija kļūst karstāka, tā rada vairāk strāvas, bet mazāk sprieguma. Diemžēl tas ir tikai nedaudz vairāk strāvas un daudz mazāks spriegums, tāpēc rezultāts ir tāds, ka jauda samazinās.
Saules paneļa izeja
Saules paneļi ir veidoti no vesela virknes saules elementu, kas savienoti kopā. Dažādi ražotāji savus paneļus veido atšķirīgi, tāpēc jūs varētu atrast vienu saules paneli ar 38 elementiem un otru ar 480 elementiem. Pat ja silīcija saules paneļu ražošanā ir atšķirības, materiāls ir vairāk vai mazāk vienāds, tāpēc arī temperatūras ietekme ir gandrīz identiska. Parasti silīcija saules bateriju jauda samazinās par 0,4 procentiem ar katru grādu pēc Celsija (1,8 grādi pēc Fārenheita).
Temperatūra attiecas uz faktisko materiāla temperatūru, nevis uz gaisa temperatūru, tāpēc saulainā dienā nav tik neparasti, ka saules panelis sasniedz 45 grādus C (113 grādus F). Tas nozīmē, ka panelis, kura nominālā jauda ir 200 vati pie 20 grādiem C (68 grādi F), izlaidīs tikai 180 vatus.