Celulele solare mai mari sunt mai eficiente?

Celulele solare fotovoltaice absorb energia din lumina soarelui și o transformă în energie electrică. Pentru ca procesul să funcționeze, lumina soarelui trebuie să o transforme în materialul celulei solare și să fie absorbită, iar energia trebuie să iasă din celula solară. Fiecare dintre acești factori influențează eficiența unei celule solare. Unii factori sunt aceiași pentru celulele solare mari și mici, dar există unii care variază în funcție de dimensiune. Factorii care variază tind să faciliteze celulele solare mai mici să fie mai eficiente decât omologii lor mai mari.

Există mai multe moduri diferite de a defini eficiența. Cel care are cel mai mult sens din perspectiva consumatorului este raportul dintre energia electrică produsă și energia totală a soarelui care lovește zona celulei solare. Există multe tipuri de celule solare. Celulele multifuncționale sunt foarte scumpe, dar pot fi în jur de 40% eficiente. Celulele de siliciu sunt eficiente între 13 și 18%, în timp ce alte abordări numite celule cu „film subțire” sunt de 6 - 14% eficiente. Materialul, designul și construcția celulei au o influență mult mai mare asupra eficienței decât dimensiunea.

Primul factor care determină eficiența unei celule solare este cantitatea de lumină care o transformă în materialul celulei solare. Suprafața unei celule solare trebuie să aibă un fel de contact electric pentru a finaliza circuitul și a scoate curentul. Acești electrozi blochează lumina soarelui să ajungă la materialul absorbant. Din păcate, nu puteți pune doar electrozi mici pe marginea unei celule solare, deoarece pierdeți prea mult din electricitate la rezistența materialului celulei solare. Asta înseamnă că, dacă aveți o celulă solară mare - să spunem aproximativ 5 inci pătrat - va trebui să aveți mai mulți electrozi pe suprafață, blocând lumina. Dacă celula dvs. solară are o jumătate de centimetru pe un centimetru, atunci puteți trece cu un procent mai mic din suprafața acoperită de electrozi.

Când lumina soarelui intră în materialul celulei solare, acesta se va deplasa până când va interacționa cu un electron din material. Dacă electronul absoarbe energia soarelui, acesta va primi un impuls. Poate pierde acea energie lovindu-se de alți electroni. În mare parte, asta nu depinde de dimensiunea celulei solare. Depinde doar de compoziția și designul său. Cu toate acestea, dacă electronii trebuie să meargă mai departe în materialul semiconductor, este mai probabil să piardă energie. Micșorând distanța până la electrozi, atunci este mai puțin probabil ca electronul să piardă energie. Deoarece celulele mai mari sunt proiectate cu mai mulți electrozi, distanța ajunge să fie aproximativ aceeași, deci acest lucru nu se schimbă prea mult cu dimensiunea celulei solare.

Rezistența este o măsură a cât de greu este pentru un electron să călătorească printr-un circuit. Cu orice altceva egal, distanța mai mică creează o rezistență mai mică, astfel încât celulele mai mici vor irosi mai puțină energie și vor fi puțin mai eficiente. Chiar dacă toate aceste efecte favorizează celulele mai mici decât cele mai mari, ele sunt influențe foarte mici asupra eficienței. Deoarece celulele solare devin cu adevărat utile numai atunci când sunt combinate împreună, de obicei are sens să folosiți celule mai mari, astfel încât să nu trebuie să faceți la fel de multă lucrare de asamblare. De obicei, celulele solare din siliciu au aproximativ 5 sau 6 inci pătrat pentru a se potrivi cu dimensiunea siliciului brut din care sunt construite. Apoi sunt asamblate în panouri la câțiva metri pe o parte.