Περιεχόμενο
Τα φωτοβολταϊκά ηλιακά κύτταρα απορροφούν ενέργεια από το ηλιακό φως και μετατρέπουν την ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Για να λειτουργήσει η διαδικασία, το φως του ήλιου πρέπει να φτάσει στο υλικό του ηλιακού κυττάρου και να απορροφηθεί και η ενέργεια πρέπει να βγει από το ηλιακό στοιχείο. Κάθε ένας από αυτούς τους παράγοντες επηρεάζει την απόδοση ενός ηλιακού στοιχείου. Μερικοί παράγοντες είναι οι ίδιοι για μεγάλα και μικρά ηλιακά κύτταρα, αλλά υπάρχουν μερικά που ποικίλλουν ανάλογα με το μέγεθος. Οι παράγοντες που ποικίλλουν τείνουν να διευκολύνουν τα μικρότερα ηλιακά κύτταρα να είναι πιο αποτελεσματικά από τα μεγαλύτερα αντίστοιχά τους.
Αποδοτικότητα
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι καθορισμού της αποτελεσματικότητας. Αυτό που κάνει την πιο αίσθηση από την πλευρά των καταναλωτών είναι η αναλογία της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας έως της συνολικής ενέργειας του ηλιακού φωτός που χτυπά την περιοχή του ηλιακού κυττάρου. Υπάρχουν πολλοί τύποι ηλιακών κυψελών. Τα πολυλειτουργικά κύτταρα είναι πολύ ακριβά, αλλά μπορούν να είναι περίπου 40% αποδοτικά. Τα κύτταρα πυριτίου είναι αποτελεσματικά από 13 έως 18 τοις εκατό, ενώ άλλες προσεγγίσεις που ονομάζονται κύτταρα λεπτής μεμβράνης είναι οπουδήποτε από 6 έως 14 τοις εκατό αποδοτικό. Το υλικό, ο σχεδιασμός και η κατασκευή του κυττάρου έχουν πολύ μεγαλύτερη επίδραση στην απόδοση από ότι το μέγεθος.
Φως στο
Ο πρώτος παράγοντας που καθορίζει την απόδοση ενός ηλιακού στοιχείου είναι η ποσότητα του φωτός που το καθιστά στο υλικό των ηλιακών κυψελών. Η επιφάνεια μιας ηλιακής κυψέλης πρέπει να έχει κάποια ηλεκτρική επαφή για να ολοκληρωθεί το κύκλωμα και να βγει η εξουσία. Τα ηλεκτρόδια αυτά εμποδίζουν το φως του ήλιου να φθάσει στο απορροφητικό υλικό. Δυστυχώς, δεν μπορείτε να βάλετε απλά μικρά ηλεκτρόδια στην άκρη ενός ηλιακού κυττάρου, επειδή τότε χάνετε πάρα πολύ από την ηλεκτρική ενέργεια σε αντίσταση στο υλικό των ηλιακών κυψελών. Αυτό σημαίνει ότι εάν έχετε ένα μεγάλο ηλιακό κελί - λένε περίπου 5 ίντσες τετράγωνο - θα χρειαστεί να έχετε αρκετά ηλεκτρόδια στην επιφάνεια, εμποδίζοντας το φως. Αν η ηλιακή σας κυψέλη είναι μισή ίντσα με μία ίντσα, τότε μπορείτε να περάσετε με ένα μικρότερο ποσοστό της επιφάνειας που καλύπτεται από ηλεκτρόδια.
Φως μέσα, ηλεκτρονίων έξω
Όταν το ηλιακό φως εισέρχεται στο υλικό του ηλιακού κυττάρου, θα ταξιδέψει μέχρι να αλληλεπιδράσει με ένα ηλεκτρόνιο στο υλικό. Εάν το ηλεκτρόνιο απορροφά την ενέργεια του ηλιακού φωτός, θα του δοθεί ώθηση. Μπορεί να χάσει αυτή την ενέργεια με το χτύπημα σε άλλα ηλεκτρόνια. Κυρίως, αυτό δεν εξαρτάται από το μέγεθος του ηλιακού στοιχείου. Απλώς εξαρτάται από τη σύνθεση και το σχεδιασμό του. Ωστόσο, αν τα ηλεκτρόνια πρέπει να προχωρήσουν περισσότερο στο υλικό ημιαγωγών, είναι πιο πιθανό να χάσουν ενέργεια. Κάνοντας την απόσταση στα ηλεκτρόδια μικρή, τότε το λιγότερο πιθανό το ηλεκτρόνιο θα χάσει ενέργεια. Επειδή τα μεγαλύτερα κύτταρα σχεδιάζονται με περισσότερα ηλεκτρόδια, η απόσταση καταλήγει να είναι περίπου η ίδια, οπότε αυτό δεν αλλάζει πάρα πολύ με το μέγεθος των ηλιακών κυψελών.
Μέγεθος ηλιακού κυττάρου
Η αντίσταση είναι ένα μέτρο του πόσο δύσκολο είναι για ένα ηλεκτρόνιο να ταξιδέψει μέσα από ένα κύκλωμα. Με όλα τα υπόλοιπα να είναι ίσα, η μικρότερη απόσταση δημιουργεί χαμηλότερη αντίσταση, έτσι ώστε τα μικρότερα κελιά να σπαταλούν λιγότερη ενέργεια και να είναι λίγο πιο αποτελεσματικά. Παρόλο που όλα αυτά τα αποτελέσματα ευνοούν τα μικρότερα κύτταρα έναντι των μεγαλύτερων, είναι πολύ μικρές επιρροές στην αποτελεσματικότητα. Δεδομένου ότι τα ηλιακά κύτταρα γίνονται πραγματικά χρήσιμα μόνο όταν συνδυάζονται μεταξύ τους, είναι συνήθως λογικό να χρησιμοποιείτε μεγαλύτερα κελιά, έτσι ώστε να μην χρειάζεται να κάνετε όσες εργασίες συναρμολόγησης. Συνήθως, τα ηλιακά κύτταρα πυριτίου είναι περίπου 5 ή 6 ίντσες τετραγωνικά ώστε να ταιριάζουν με το μέγεθος του ακατέργαστου πυριτίου που κατασκευάζονται από αυτά. Στη συνέχεια συγκεντρώνονται σε πάνελ μερικά πόδια σε μια πλευρά.