Fotonapetostne sončne celice so polprevodniški materiali, zasnovani za pretvorbo sončne svetlobe v elektriko. Polprevodnik si lahko predstavljate kot prazno polico nad zabojnikom, polnim poskočnih kroglic - kjer so kroglice kot elektroni v polprevodniku. Kroglice v posodi spodaj se ne morejo premakniti zelo daleč, zato material slabo prenaša. Če pa žoga skoči na polico, se lahko zelo enostavno kotali, zato se material spremeni v dober prevodnik. Ko sončna svetloba pride v polprevodnik, lahko dvigne žogo iz koša in jo postavi na polico. Lahko bi pomislili, da več sončne svetlobe, tem bolje - več kroglic je postavljenih na polico, več toka iz sončne celice. Toda več sončne svetlobe lahko pomeni tudi višje temperature - in višje temperature običajno zmanjšajo moč sončne celice.
Polprevodniki
Ko sončna svetloba pride v sončno celico, doda energijo elektronom, toda ti energični elektroni v sončni celici nikomur ne prinesejo ničesar - oni morajo ven. Sončne celice so torej zasnovane tako, da je polica pod kotom. Kroglica na polici se hitro skotali navzdol. Če zgradite cev od spodnjega roba police, ki se vije navzdol do koša spodaj, bodo kroglice stekle navzdol iz sončne celice in nazaj. To se bolj ali manj zgodi, ko so električne žice priključene na sončno celico - elektrone pobere sončna svetloba in potisne v vezje.
Napajanje iz sončne celice
V električnem smislu je moč napetost krat trenutna. Tok se nanaša na število iztisnjenih elektronov iz sončne celice, napetost pa na "potisk", ki ga dobi vsak elektron. Če pomislimo nazaj na koš in polico, je tok število kroglic, položenih na polico vsako sekundo, napetost pa je, kako visoka je polica.
Ko sonce posvetli. daje energijo več elektronom - dvigne več kroglic na polico - vendar polica ne postane višja. To pomeni, da je napetost sončne celice odvisna od tega, kako je sončna celica zgrajena, medtem ko je največji tok odvisen od tega, koliko sončne svetlobe absorbira. Napetost in tok sta odvisna tudi od nekaterih drugih dejavnikov. Ena takih je temperatura.
Učinki temperature
Temperatura meri, koliko stvari se premika. V primeru polprevodnika temperatura meri, koliko se elektroni gibljejo in koliko se gibljejo nosilci teh elektronov. Še enkrat pomislimo na polico in zaboj s kroglicami. Ko je polprevodnik bolj vroč, je videti, kot da se kroglice vrtijo in poskakujejo v posodi, polica zgoraj pa vibrira navzgor in navzdol.
V vroči sončni celici se kroglice že nekoliko poskakujejo, sončna svetloba jih lažje pobere in postavi na polico. Ker polica vibrira navzgor in navzdol, je tudi kroglicam lažje priti na polico, ker pa niso tako visoke, se ne kotalijo tako hitro. To pomeni, da ko se silicijeva sončna celica segreje, ustvari več toka, vendar manj napetosti. Na žalost gre le za malo več toka in veliko manj napetosti, tako da se rezultat zmanjša.
Izhod sončne celice
Sončne celice so zgrajene iz celotnega sklopa sončnih celic, povezanih skupaj. Različni proizvajalci svoje plošče gradijo drugače, zato boste morda našli en solarni panel z 38 celicami in drugi s 480 celicami. Tudi z razlikami v proizvodnji silicijevih sončnih kolektorjev je material bolj ali manj enak, zato so tudi temperaturni učinki skoraj enaki. Običajno izhodna moč silicijeve sončne celice pade za približno 0,4 odstotka z vsako stopinjo Celzija (1,8 stopinje Fahrenheita).
Temperatura se nanaša na dejansko temperaturo materiala in ne na temperaturo zraka, zato na sončen dan ni tako nenavadno, da sončna plošča doseže 45 stopinj C (113 stopinj F). To pomeni, da bo plošča z močjo 200 vatov pri 20 stopinjah Celzija oddajala le 180 vatov.