เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใหญ่กว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าหรือไม่?

โซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ดูดซับพลังงานจากแสงแดดและแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า สำหรับกระบวนการทำงาน แสงแดดจำเป็นต้องทำให้เป็นวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์และถูกดูดซับ และพลังงานจำเป็นต้องได้รับออกจากเซลล์แสงอาทิตย์ แต่ละปัจจัยเหล่านั้นมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ ปัจจัยบางอย่างจะเหมือนกันสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่และขนาดเล็ก แต่มีบางอย่างที่แตกต่างกันไปตามขนาด ปัจจัยที่แตกต่างกันมีแนวโน้มที่จะทำให้เซลล์สุริยะขนาดเล็กมีประสิทธิภาพมากกว่าเซลล์สุริยะที่ใหญ่กว่าได้ง่ายขึ้น

มีหลายวิธีในการกำหนดประสิทธิภาพ สิ่งหนึ่งที่สมเหตุสมผลที่สุดจากมุมมองของผู้บริโภคคืออัตราส่วนของพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ต่อพลังงานแสงแดดทั้งหมดซึ่งกระทบกับพื้นที่ของเซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์มีหลายประเภท เซลล์มัลติฟังก์ชั่นมีราคาแพงมาก แต่สามารถมีประสิทธิภาพในละแวกใกล้เคียงถึง 40 เปอร์เซ็นต์ เซลล์ซิลิคอนมีประสิทธิภาพ 13 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่วิธีอื่นๆ ที่เรียกว่าเซลล์ "ฟิล์มบาง" มีประสิทธิภาพตั้งแต่ 6 ถึง 14 เปอร์เซ็นต์ วัสดุ การออกแบบ และการสร้างเซลล์มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพมากกว่าขนาด

ปัจจัยแรกที่กำหนดประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์คือปริมาณของแสงที่ทำให้เป็นวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ พื้นผิวของเซลล์แสงอาทิตย์จำเป็นต้องมีการสัมผัสทางไฟฟ้าบางอย่างเพื่อให้วงจรสมบูรณ์และดึงพลังงานออกมา อิเล็กโทรดเหล่านั้นปิดกั้นแสงแดดไม่ให้เข้าถึงวัสดุดูดซับ น่าเสียดาย คุณไม่สามารถวางอิเล็กโทรดขนาดเล็กไว้บนขอบโซลาร์เซลล์ได้ เนื่องจากคุณจะสูญเสียไฟฟ้ามากเกินไปที่จะต้านทานในวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ นั่นหมายความว่าถ้าคุณมีโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ เช่น ประมาณ 5 นิ้ว สี่เหลี่ยมจัตุรัส คุณจะต้องมีอิเล็กโทรดหลายอันบนพื้นผิวที่บังแสง หากเซลล์แสงอาทิตย์ของคุณมีขนาดครึ่งนิ้วคูณหนึ่งนิ้ว คุณก็สามารถทำได้โดยมีเปอร์เซ็นต์ที่น้อยกว่าของพื้นผิวที่ปกคลุมด้วยอิเล็กโทรด

เมื่อแสงแดดเข้าสู่วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ มันจะเคลื่อนที่ไปพร้อมกันจนกว่าจะมีปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กตรอนในวัสดุ หากอิเล็กตรอนดูดกลืนพลังงานจากแสงแดดก็จะได้รับแรงกระตุ้น มันสามารถสูญเสียพลังงานนั้นได้โดยการชนกับอิเล็กตรอนอื่น ส่วนใหญ่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของเซลล์แสงอาทิตย์ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและการออกแบบเท่านั้น อย่างไรก็ตาม หากอิเล็กตรอนจำเป็นต้องไปไกลกว่านั้นในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ก็มีแนวโน้มที่พวกมันจะสูญเสียพลังงานมากกว่า โดยทำให้ระยะห่างจากขั้วไฟฟ้ามีขนาดเล็กลง โอกาสที่อิเล็กตรอนจะสูญเสียพลังงานน้อยลง เนื่องจากเซลล์ที่ใหญ่ขึ้นได้รับการออกแบบด้วยอิเล็กโทรดมากกว่า ระยะทางจึงใกล้เคียงกัน จึงไม่เปลี่ยนแปลงมากนักตามขนาดเซลล์แสงอาทิตย์

ความต้านทานเป็นตัววัดว่าอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านวงจรได้ยากเพียงใด เมื่อทุกอย่างเท่ากัน ระยะทางที่สั้นลงจะสร้างความต้านทานต่ำลง ซึ่งหมายความว่าเซลล์ขนาดเล็กจะใช้พลังงานน้อยลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเล็กน้อย แม้ว่าผลกระทบทั้งหมดเหล่านี้จะสนับสนุนเซลล์ที่มีขนาดเล็กกว่าเซลล์ที่ใหญ่กว่า แต่ก็มีอิทธิพลเพียงเล็กน้อยต่อประสิทธิภาพ เนื่องจากเซลล์สุริยะจะมีประโยชน์จริง ๆ เมื่อรวมเข้าด้วยกัน จึงมักจะเหมาะสมที่จะใช้เซลล์ขนาดใหญ่ขึ้น เพื่อที่คุณจะได้ไม่ต้องทำงานประกอบมาก โดยทั่วไปแล้ว เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนจะมีขนาดประมาณ 5 หรือ 6 นิ้ว เพื่อให้พอดีกับขนาดของซิลิคอนดิบที่สร้างขึ้น จากนั้นนำมาประกอบกันเป็นแผงด้านข้างไม่กี่ฟุต