Фотоелектричні сонячні елементи поглинають енергію сонячного світла і перетворюють її в електричну. Щоб процес працював, сонячне світло повинно потрапляти в матеріал сонячної батареї і поглинатися, а енергія повинна виходити з сонячної батареї. Кожен із цих факторів впливає на ефективність сонячної батареї. Деякі фактори однакові для великих і малих сонячних елементів, але існують такі, що змінюються залежно від розміру. Фактори, що змінюються, як правило, полегшують меншим сонячним елементам ефективність, ніж їх більші аналоги.
Ефективність
Існує кілька різних способів визначення ефективності. З точки зору споживача найбільш зрозумілим є відношення виробленої електричної енергії до загальної сонячної енергії, що вражає площу сонячної батареї. Існує безліч типів сонячних елементів. Багатофункціональні комірки дуже дорогі, але можуть бути на 40 відсотків ефективнішими. Клітини кремнію ефективні від 13 до 18 відсотків, тоді як інші підходи, які називаються «тонкоплівковими» клітинами, ефективно від 6 до 14 відсотків. Матеріал, конструкція та конструкція комірки набагато більше впливають на ефективність, ніж розмір.
Потрапляння світла
Перший фактор, що визначає ефективність сонячної батареї, - це кількість світла, яке потрапляє в матеріал сонячної батареї. Поверхня сонячної батареї повинна мати якийсь електричний контакт, щоб завершити ланцюг і вимкнути живлення. Ці електроди перешкоджають потраплянню сонячного світла на поглинаючий матеріал. На жаль, ви не можете просто покласти маленькі електроди на край сонячної батареї, оскільки тоді ви втратите занадто багато електроенергії на опір у матеріалі сонячної батареї. Це означає, що якщо у вас великий сонячний елемент - скажімо, близько 5 дюймів квадратних - вам доведеться мати кілька електродів по всій поверхні, що блокують світло. Якщо ваш сонячний елемент розміром півдюйма на один дюйм, ви можете обійтись із меншим відсотком поверхні, покритої електродами.
Світло входить, електрони виходять
Коли сонячне світло потрапляє в матеріал сонячних елементів, він буде рухатися, поки не взаємодіє з електроном у матеріалі. Якщо електрон поглине енергію сонячного світла, він отримає поштовх. Він може втратити цю енергію, натикаючись на інші електрони. Здебільшого це не залежить від розміру сонячного елемента. Це лише залежить від його складу та дизайну. Однак якщо електронам потрібно піти далі в напівпровідниковому матеріалі, то, швидше за все, вони можуть втратити енергію. Роблячи відстань до електродів малою, тоді менше шансів, що електрон втратить енергію. Оскільки більші комірки розроблені з більшою кількістю електродів, відстань виявляється приблизно однаковою, тому це не сильно змінюється із розміром сонячних елементів.
Розмір сонячної батареї
Опір - це міра того, наскільки важко електрону рухатися по ланцюгу. За інших рівних умов, менша відстань створює менший опір, а значить, менші клітини витрачають менше енергії і будуть трохи ефективнішими. Незважаючи на те, що всі ці ефекти надають перевагу меншим клітинам порівняно з більшими, вони дуже незначно впливають на ефективність. Оскільки сонячні елементи стають справді корисними лише тоді, коли вони поєднуються разом, зазвичай має сенс використовувати більші елементи, щоб вам не потрібно було виконувати стільки монтажних робіт. Зазвичай кремнієві сонячні елементи мають площу близько 5 або 6 дюймів у квадрат, щоб відповідати розміру необробленого кремнію, з якого вони побудовані. Потім їх складають у панелі на кілька футів збоку.