Daha Büyük Güneş Pilleri Daha Verimli mi?

Fotovoltaik güneş pilleri, güneş ışığından gelen enerjiyi emer ve elektrik enerjisine dönüştürür. İşlemin çalışması için güneş ışığının güneş pili malzemesine girmesi ve emilmesi ve enerjinin güneş pilinden çıkması gerekir. Bu faktörlerin her biri bir güneş pilinin verimliliğini etkiler. Büyük ve küçük güneş pilleri için bazı faktörler aynıdır, ancak boyuta göre değişen bazıları vardır. Değişen faktörler, daha küçük güneş pillerinin daha büyük muadillerinden daha verimli olmasını kolaylaştırma eğilimindedir.

Verimliliği tanımlamanın birkaç farklı yolu vardır. Tüketici açısından en mantıklı olanı, üretilen elektrik enerjisinin güneş pili alanına çarpan toplam güneş ışığı enerjisine oranıdır. Güneş pillerinin birçok çeşidi vardır. Çok işlevli hücreler çok pahalıdır, ancak yüzde 40 civarında verimli olabilirler. Silikon hücreler yüzde 13 ila 18 arasında verimliyken, "ince film" hücreleri olarak adlandırılan diğer yaklaşımlar yüzde 6 ila 14 arasında verimlidir. Hücrenin malzemesi, tasarımı ve yapısı, verimlilik üzerinde boyuttan çok daha fazla etkiye sahiptir.

Bir güneş pilinin verimini belirleyen ilk faktör, onu güneş pili malzemesine dönüştüren ışık miktarıdır. Devreyi tamamlamak ve gücü kesmek için güneş pilinin yüzeyinin bir tür elektrik temasına sahip olması gerekir. Bu elektrotlar, güneş ışığının emici malzemeye ulaşmasını engeller. Ne yazık ki, bir güneş pilinin kenarına sadece küçük elektrotlar koyamazsınız çünkü o zaman güneş pili malzemesindeki dirence karşı çok fazla elektrik kaybedersiniz. Bu, eğer büyük bir güneş piliniz varsa - yaklaşık 5 inç kare - yüzey boyunca ışığı engelleyen birkaç elektrota ihtiyacınız olacağı anlamına gelir. Güneş piliniz yarım inç x bir inç ise, elektrotlarla kaplı yüzeyin daha küçük bir yüzdesiyle geçebilirsiniz.

Güneş ışığı güneş pili malzemesine girdiğinde, malzemedeki bir elektronla etkileşime girene kadar yol boyunca ilerleyecektir. Elektron güneş ışığının enerjisini emerse, ona bir destek verilecektir. Diğer elektronlara çarparak bu enerjiyi kaybedebilir. Çoğunlukla, bu güneş pilinin boyutuna bağlı değildir. Sadece kompozisyonuna ve tasarımına bağlıdır. Bununla birlikte, elektronların yarı iletken malzemede daha ileri gitmesi gerekiyorsa, enerji kaybetmeleri daha olasıdır. Elektrotlara olan mesafeyi küçülterek, elektronun enerji kaybetmesi daha az olasıdır. Daha büyük hücreler daha fazla elektrotla tasarlandığından, mesafe yaklaşık olarak aynı olur, bu nedenle bu, güneş pili boyutuyla çok fazla değişmez.

Direnç, bir elektronun bir devreden geçmesinin ne kadar zor olduğunun bir ölçüsüdür. Diğer her şey eşit olduğunda, daha kısa mesafe daha düşük direnç oluşturur, bu da daha küçük hücrelerin daha az enerji harcayacağı ve biraz daha verimli olacağı anlamına gelir. Tüm bu etkiler, daha küçük hücreleri daha büyük olanlara tercih etse de, verimlilik üzerinde çok küçük etkilerdir. Güneş pilleri yalnızca bir araya getirildiklerinde gerçekten yararlı hale geldiklerinden, genellikle daha büyük hücreler kullanmak mantıklıdır, böylece çok fazla montaj işi yapmak zorunda kalmazsınız. Tipik olarak, silikon güneş pilleri, yapıldıkları ham silikonun boyutuna uyması için yaklaşık 5 veya 6 inç karedir. Daha sonra bir tarafta birkaç metre paneller halinde bir araya getirilirler.