Er større solceller mer effektive?

Fotovoltaiske solceller absorberer energi fra sollys og omdanner den til elektrisk energi. For at prosessen skal fungere, må sollys gjøre det til solcellematerialet og bli absorbert, og energien trenger å komme seg ut av solcellen. Hver av disse faktorene påvirker effektiviteten til en solcelle. Noen faktorer er de samme for store og små solceller, men det er noen som varierer med størrelse. Faktorene som varierer, gjør det lettere for mindre solceller å være mer effektive enn sine større kolleger.

Det er flere forskjellige måter å definere effektivitet på. Den som gir mest mening fra forbrukerens perspektiv, er forholdet mellom produsert elektrisk energi og total sollysenergi som treffer området til solcellen. Det er mange typer solceller. Multifunksjonsceller er veldig dyre, men kan være i nærheten av 40 prosent effektive. Silisiumceller er 13 til 18 prosent effektive, mens andre tilnærminger kalt "tynnfilm" -celler er alt fra 6 til 14 prosent effektive. Materialet, utformingen og konstruksjonen av cellen har mye mer innflytelse på effektiviteten enn størrelsen gjør.

Den første faktoren som bestemmer effektiviteten til en solcelle er mengden lys som gjør det til solcellematerialet. Overflaten til en solcelle må ha en slags elektrisk kontakt for å fullføre kretsen og få ut strømmen. Disse elektrodene hindrer sollyset i å nå det absorberende materialet. Dessverre kan du ikke bare sette små elektroder på kanten av en solcelle, for da mister du for mye av strømmen til motstand i solcellematerialet. Det betyr at hvis du har en stor solcelle - si omtrent 5 tommer kvadrat - må du ha flere elektroder over overflaten, som blokkerer lys. Hvis solcellen din er en tomme av en tomme, kan du klare deg med en mindre prosentandel av overflaten dekket av elektroder.

Når sollys kommer inn i solcellematerialet, vil det bevege seg til det samhandler med et elektron i materialet. Hvis elektronet absorberer sollysens energi, vil det få et løft. Det kan miste energien ved å støte på andre elektroner. For det meste avhenger det ikke av størrelsen på solcellen. Det avhenger bare av sammensetning og design. Imidlertid, hvis elektronene trenger å gå lenger i halvledermaterialet, er det mer sannsynlig at de kan miste energi. Ved å gjøre avstanden til elektrodene liten, er det mindre sannsynlig at elektronet mister energi. Fordi større celler er utformet med flere elektroder, blir avstanden omtrent den samme, så dette endres ikke for mye med solcellestørrelse.

Motstand er et mål på hvor vanskelig det er for et elektron å reise gjennom en krets. Når alt annet er likt, skaper kortere avstand lavere motstand, slik at mindre celler vil kaste bort mindre energi og være litt mer effektive. Selv om alle disse effektene favoriserer mindre celler fremfor større, har de veldig liten innflytelse på effektiviteten. Siden solceller bare blir veldig nyttige når de kombineres, er det vanligvis fornuftig å bruke større celler slik at du ikke trenger å gjøre så mye monteringsarbeid. Vanligvis er silisium solceller omtrent 5 eller 6 tommer firkant for å matche størrelsen på det rå silisiumet de er bygget av. De settes deretter sammen i paneler noen få meter på siden.