Фотонапонске соларне ћелије су полупроводнички материјали дизајнирани да претварају сунчеву светлост у електричну. Полупроводник можете замислити као празну полицу изнад канте пуне одскочних куглица - где су куглице попут електрона у полупроводнику. Лопте у канти за смеће не могу се померити јако далеко, па материјал лоше проводи. Али ако кугла скочи до полице, може се врло лако котрљати, па се материјал претвара у добар проводник. Када сунчева светлост уђе у полупроводник, он може подићи куглу из канте и ставити је на полицу. Помислили бисте што више сунчеве светлости, то боље - више куглица стави на полицу, више струје из соларне ћелије. Али више сунчеве светлости може значити и више температуре - а више температуре углавном смањују снагу соларне ћелије.
Полупроводници
Када сунчева светлост дође у соларну ћелију, она додаје енергију електронима, али ти енергетски електрони никоме не доносе добро у соларној ћелији - они морају да изађу. Дакле, соларне ћелије су пројектоване тако да полица стоји под углом. Лопта на полици брзо се котрља. Ако изградите цев од ниске ивице полице која се вијуга около до канте за смеће, онда ће куглице тећи доле из соларне ћелије и назад. То је мање-више оно што се дешава када се електричне жице прикаче на соларну ћелију - електроне покупи сунчева светлост и гурне у коло.
Снага из соларне ћелије
У електричном смислу, снага је напон пута струја. Струја се односи на број електрона који се истискују из соларне ћелије, а напон се односи на „потисак“ који сваки електрон добије. Размишљајући о канти и полици, струја је број куглица стављених на полицу сваке секунде, а напон је колико је висока полица.
Кад сунце заблиста. даје енергију већем броју електрона - подиже више куглица на полицу - али полица се не подиже више. Односно, напон соларне ћелије зависи од тога како је соларна ћелија изграђена, док максимална струја зависи од тога колико сунчеве светлости апсорбује. Напон и струја такође зависе од неких других фактора. Једна од њих је температура.
Ефекти температуре
Температура мери колико се ствари крећу. У случају полупроводника, температура мери колико се електрони крећу и колико се држачи тих електрона крећу около. Опет размишљајући о полици и канти са куглицама, када је полупроводник врући, чини се као да се куглице врте и поскакују у канти, а полица горе вибрира горе-доле.
У врућој соларној ћелији куглице већ помало поскакују, сунчевој светлости је лакше да их покупи и стави на полицу. Будући да полица вибрира горе-доле, такође је лакше да лопте дођу на полицу, али пошто нису тако високе, не котрљају се тако брзо. Односно, када се силицијумска соларна ћелија загреје, она генерише више струје, али мање напона. На жалост, то је само мало више струје и много мање напона, тако да је резултат смањење снаге.
Излаз соларне плоче
Соларни панели су изграђени од читавог низа соларних ћелија повезаних заједно. Различити произвођачи своје панеле граде другачије, па ћете можда пронаћи један соларни панел са 38 ћелија, а други са 480 ћелија. Чак и са разликама у производњи силиконских соларних панела, материјал је мање-више исти, па су и температурни ефекти готово идентични. Типично, снага силиконске соларне ћелије опада за око 0,4 одсто са сваким степеном Целзијуса (1,8 степени Фахренхеита).
Температура се односи на стварну температуру материјала, а не на температуру ваздуха, тако да сунчаног дана није толико необично да соларни панел достигне 45 степени Ц (113 степени Ф). То значи да ће панел снаге 200 вати на 20 степени Ц (68 степени Ф) произвести само 180 вати.