Vai lielākas saules baterijas ir efektīvākas?

Fotoelektriskās saules baterijas absorbē saules gaismas enerģiju un pārvērš to elektriskajā enerģijā. Lai process darbotos, saules gaismai ir jānokļūst saules elementa materiālā un jāuzsūcas, un enerģijai jāiziet no saules šūnas. Katrs no šiem faktoriem ietekmē saules baterijas efektivitāti. Daži faktori ir vienādi lielām un mazām saules baterijām, taču ir daži, kas atšķiras atkarībā no izmēra. Faktori, kas atšķiras, parasti atvieglo mazāku saules bateriju efektivitāti nekā lielāki kolēģi.

Ir vairāki dažādi veidi, kā noteikt efektivitāti. No patērētāja viedokļa visjēdzīgākais ir kā saražotās elektriskās enerģijas un kopējās saules enerģijas attiecība, kas skar saules šūnas laukumu. Ir daudz veidu saules bateriju. Daudzfunkcionālās šūnas ir ļoti dārgas, taču to efektivitāte var būt aptuveni 40 procenti. Silīcija šūnas ir efektīvas no 13 līdz 18 procentiem, savukārt citas pieejas, ko sauc par "plānas plēves" šūnām, ir efektīvas no 6 līdz 14 procentiem. Šūnas materiāls, dizains un konstrukcija daudz vairāk ietekmē efektivitāti nekā izmērs.

Pirmais faktors, kas nosaka saules baterijas efektivitāti, ir gaismas daudzums, kas to padara saules baterijas materiālā. Saules elementa virsmai ir jābūt kaut kādam elektriskam kontaktam, lai pabeigtu ķēdi un iegūtu strāvu. Šie elektrodi bloķē saules staru nokļūšanu absorbējošajā materiālā. Diemžēl jūs nevarat vienkārši ievietot mazus elektrodus uz saules baterijas malas, jo tad jūs zaudējat pārāk daudz elektrības pret saules bateriju materiāla pretestību. Tas nozīmē, ka, ja jums ir liela saules baterija - teiksim, apmēram 5 collu kvadrātveida - jums virs virsmas būs vajadzīgi vairāki elektrodi, kas bloķē gaismu. Ja jūsu saules baterija ir puse collu ar vienu collu, tad jūs varat iztikt ar mazāku virsmas daļu, ko sedz elektrodi.

Kad saules gaisma nokļūst Saules šūnas materiālā, tā pārvietosies, līdz mijiedarbosies ar materiālā esošo elektronu. Ja elektrons absorbē saules gaismas enerģiju, tam tiks dots stimuls. Tas var zaudēt šo enerģiju, uzduroties citiem elektroniem. Pārsvarā tas nav atkarīgs no saules baterijas lieluma. Tas tikai atkarīgs no tā sastāva un noformējuma. Tomēr, ja elektroniem jāiet tālāk pusvadītāju materiālā, visticamāk, viņi var zaudēt enerģiju. Ja attālums līdz elektrodiem ir mazs, tad maz ticams, ka elektrons zaudēs enerģiju. Tā kā lielākas šūnas ir konstruētas ar vairāk elektrodiem, attālums galu galā ir aptuveni vienāds, tāpēc tas pārāk nemainās ar saules bateriju izmēru.

Pretestība ir rādītājs tam, cik grūti elektronam ir pārvietoties pa ķēdi. Tā kā viss pārējais ir vienāds, mazāks attālums rada mazāku pretestību, tas nozīmē, ka mazākas šūnas tērēs mazāk enerģijas un būs nedaudz efektīvākas. Pat ja visi šie efekti dod priekšroku mazākām šūnām, nevis lielākām, tie ļoti maz ietekmē efektivitāti. Tā kā saules baterijas kļūst patiešām noderīgas tikai tad, kad tās ir apvienotas, parasti ir lietderīgi izmantot lielākas šūnas, lai nebūtu jāveic tik daudz montāžas darbu. Parasti silīcija saules baterijas ir aptuveni 5 vai 6 collas kvadrātveida, lai tās atbilstu neapstrādātā silīcija izmēriem, no kuriem tie ir uzbūvēti. Pēc tam tos saliek paneļos pāris pēdas sānos.