Inhoud
Fotovoltaïsche zonnecellen absorberen energie uit zonlicht en zetten deze om in elektrische energie. Om het proces te laten werken, moet zonlicht in het zonnecelmateriaal komen en worden geabsorbeerd, en moet de energie uit de zonnecel komen. Elk van die factoren beïnvloedt de efficiëntie van een zonnecel. Sommige factoren zijn hetzelfde voor grote en kleine zonnecellen, maar er zijn enkele die variëren met de grootte. De factoren die variëren, maken het voor kleinere zonnecellen gemakkelijker om efficiënter te zijn dan hun grotere tegenhangers.
rendement
Er zijn verschillende manieren om efficiëntie te definiëren. Degene die vanuit consumentenperspectief het meest logisch is, is de verhouding tussen geproduceerde elektrische energie en totale zonlichtenergie die het gebied van de zonnecel raakt. Er zijn veel soorten zonnecellen. Multifunctionele cellen zijn erg duur, maar kunnen in de buurt van 40 procent efficiënt zijn. Siliciumcellen zijn 13 tot 18 procent efficiënt, terwijl andere benaderingen die "dunne film" -cellen worden genoemd 6 tot 14 procent efficiënt zijn. Het materiaal, het ontwerp en de constructie van de cel hebben veel meer invloed op de efficiëntie dan de grootte.
Licht krijgen
De eerste factor die de efficiëntie van een zonnecel bepaalt, is de hoeveelheid licht die in het materiaal van de zonnecel komt. Het oppervlak van een zonnecel moet een soort elektrisch contact hebben om het circuit te voltooien en de stroom eruit te halen. Die elektroden voorkomen dat zonlicht het absorberende materiaal bereikt. Helaas kun je niet gewoon kleine elektroden op de rand van een zonnecel plaatsen, omdat je dan te veel van de elektriciteit verliest aan weerstand in het zonnecelmateriaal. Dat betekent dat als je een grote zonnecel hebt - zeg ongeveer 5 centimeter vierkant - je verschillende elektroden over het oppervlak moet hebben, die licht blokkeren. Als uw zonnecel een halve inch bij een inch is, kunt u rondkomen met een kleiner percentage van het oppervlak bedekt door elektroden.
Licht in, elektronen uit
Wanneer zonlicht in het materiaal van de zonnecel komt, zal het meebewegen tot het in wisselwerking staat met een elektron in het materiaal. Als het elektron de energie van het zonlicht absorbeert, krijgt het een boost. Het kan die energie verliezen door tegen andere elektronen aan te botsen. Meestal hangt dat niet af van de grootte van de zonnecel. Het hangt gewoon af van de samenstelling en het ontwerp. Als de elektronen echter verder moeten gaan in het halfgeleidermateriaal, is de kans groter dat ze energie verliezen. Door de afstand tot de elektroden klein te maken, is het minder waarschijnlijk dat het elektron energie verliest. Omdat grotere cellen met meer elektroden zijn ontworpen, is de afstand ongeveer hetzelfde, dus dit verandert niet te veel met de grootte van de zonnecellen.
Zonnecelgrootte
Weerstand is een maat voor hoe moeilijk het is voor een elektron om door een circuit te reizen. Met al het andere gelijk, creëert een kortere afstand een lagere weerstand, wat betekent dat kleinere cellen minder energie verspillen en een beetje efficiënter zijn. Hoewel al die effecten de voorkeur geven aan kleinere cellen boven grotere, zijn ze zeer kleine invloeden op de efficiëntie. Omdat zonnecellen alleen echt nuttig worden wanneer ze samen worden gecombineerd, is het meestal logisch om grotere cellen te gebruiken, zodat u niet zoveel montagewerk hoeft te doen. Typisch, silicium zonnecellen zijn ongeveer 5 of 6 inch vierkant om overeen te komen met de grootte van het ruwe silicium waarvan ze zijn gebouwd. Ze worden vervolgens samengevoegd in panelen een paar voet aan een kant.