Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Energi

Er større solceller mere effektive?

Fotovoltaiske solceller absorberer energi fra sollys og konverterer det til elektrisk energi. For at processen skal arbejde, skal sollyset gøre det i solcellematerialet og blive absorberet, og energien skal komme ud af solcellen. Hver af disse faktorer påvirker effektiviteten af ​​en solcelle. Nogle faktorer er ens for store og små solceller, men der er nogle der varierer med størrelse. De faktorer, der varierer, har tendens til at gøre det lettere for mindre solceller at være mere effektive end deres større modparter.

Effektivitet

Der er flere forskellige måder at definere effektivitet på. Den, der giver mest mening ud fra forbrugernes perspektiv, er som forholdet mellem elektrisk energi produceret til total sollys energi, der rammer solcelleområdet. Der er mange typer solceller. Multifunktionsceller er meget dyre, men kan være i nærheden af ​​40 procent effektive. Siliciumceller er 13 til 18 procent effektive, mens andre tilgange kaldet "tynde film" celler er overalt fra 6 til 14 procent effektive. Materialet, konstruktionen og konstruktionen af ​​cellen har langt større indflydelse på effektiviteten end størrelsen gør.

Kom i lys

Den første faktor der bestemmer effektiviteten af ​​en solcelle er mængde lys, der gør det til solcellematerialet. Overfladen af ​​en solcelle skal have en form for elektrisk kontakt for at fuldføre kredsløbet og få strømmen ud. Disse elektroder blokerer sollys fra at nå det absorberende materiale. Desværre kan du ikke bare lægge små elektroder på kanten af ​​en solcelle, fordi du mister for meget af el til modstand i solcellematerialet. Det betyder, at hvis du har en stor solcelle - siger omkring 5 tommer firkantet - skal du have flere elektroder over overfladen, blokerende lys. Hvis din solcelle er en halv tomme med en tomme, så kan du komme forbi med en mindre procentdel af overfladen, der er dækket af elektroder.

Lys i, elektroner ud

Når sollys kommer ind i solen celle materiale, vil det rejse sammen, indtil det interagerer med en elektron i materialet. Hvis elektronen absorberer sollysets energi, får det et boost. Det kan miste den energi ved at støde på andre elektroner. For det meste afhænger det ikke af solcellestørrelsen. Det afhænger bare af dets sammensætning og design. Men hvis elektronerne skal gå længere i halvledermaterialet, er det mere sandsynligt, at de kan tabe energi. Ved at gøre afstanden til elektroderne lille, så er det mindre sandsynligt, at elektronen vil miste energi. Fordi større celler er designet med flere elektroder, slutter afstanden til at være omtrent det samme, så det ændres ikke for meget med solcellestørrelsen.

Solcellestørrelse

Modstand er et mål af hvor svært det er for en elektron at rejse gennem et kredsløb. Med alt andet lige, skaber kortere afstand lavere modstand, så det betyder mindre celler vil spilde mindre energi og være lidt mere effektive. Selv om alle disse virkninger favoriserer mindre celler over større, er de meget små indflydelser på effektiviteten. Da solceller kun bliver virkelig nyttige, når de kombineres, er det normalt fornuftigt at bruge større celler, så du ikke behøver at gøre så meget montagearbejde. Typisk er silicium solceller ca. 5 eller 6 tommer firkantede for at matche størrelsen af ​​den rå silicium, de er bygget fra. De sættes så sammen i paneler et par meter på en side.

Klik for at udvide hele teksten