Tartalom
A fotovoltaikus napelemek abszorbeálják a napfény energiáját, és elektromos energiává alakítják. Ahhoz, hogy a folyamat működjön, a napfénynek be kell jutnia a napelem anyagába, és abszorbeálódnia kell, és az energianak ki kell lépnie a napelemből. E tényezők mindegyike befolyásolja a napelem hatékonyságát. Egyes tényezők ugyanazok a nagy és a kis napelemek esetében, de vannak olyanok, amelyek méretüktől függően változnak. A változó tényezők általában megkönnyítik a kisebb napelemek hatékonyságát, mint nagyobb társaik.
Hatékonyság
A hatékonyság meghatározásának többféle módja van. A fogyasztók szempontjából a leginkább értelmezhető, amikor a termelt elektromos energia és a teljes napfény energia aránya megüt a napelem területén. A napelemeknek sokféle típusa létezik. A többfunkciós cellák nagyon drágák, de 40% körüli hatékonyságúak lehetnek. A szilíciumsejtek hatékonysága 13-18%, míg a "vékonyrétegű" celláknak nevezett egyéb megközelítések 6-14% -ban hatékonyak. Az elem, a kialakítás és a cella felépítése sokkal nagyobb hatást gyakorol a hatékonyságra, mint a méret.
Világítás
Az első tényező, amely meghatározza a napelem hatékonyságát, az a fénymennyiség, amely azt a napelem anyagává teszi. A napelem felületének valamilyen elektromos érintkezővel kell rendelkeznie az áramkör befejezéséhez és az áram kimaradásához. Ezek az elektródák megakadályozzák, hogy a napfény elérje az abszorbeáló anyagot. Sajnos nem tehet kis elektródákat a napelem szélére, mert akkor túl sok energiát veszít a napelem anyagának ellenállása miatt. Ez azt jelenti, hogy ha nagy napeleme van - mondjuk kb. 5 hüvelyk négyzet -, akkor több elektródnak kell lennie a felületen, amely blokkolja a fényt. Ha a napeleme fél hüvelyk vagy egy hüvelyk, akkor az elektródák által lefedett felület kisebb százalékával megbirkózhat.
Világítás, elektronok ki
Amikor a napfény bejut a napelem anyagába, addig halad tovább, amíg kölcsönhatásba nem lép az anyag elektronjával. Ha az elektron elnyeli a napfény energiáját, akkor lendületet kap. Elveszítheti ezt az energiát, ha más elektronokba ütközik. Ez leginkább a napelem méretétől függ. Csak az összetételétől és a formatervezéstől függ. Ha azonban az elektronoknak tovább kell menniük a félvezető anyagában, akkor valószínűbb, hogy energiát veszítenek. Ha kicsinyíti az elektródák közötti távolságot, akkor kevésbé valószínű, hogy az elektron veszít energiát. Mivel a nagyobb cellákat több elektróddal tervezték, a távolság nagyjából megegyezik, tehát ez nem változik túl sokat a napelem méretével.
Napelem méret
Az ellenállás azt méri, hogy milyen nehéz az elektronnak áthaladni egy áramkörön. Ha minden más egyenlő, a rövidebb távolság alacsonyabb ellenállást eredményez, tehát a kisebb cellák kevesebb energiát vesztenek, és kicsit hatékonyabbak lesznek. Annak ellenére, hogy ezek a hatások a kisebb sejteket részesítik előnyben, mint a nagyobbokat, nagyon csekély hatással vannak a hatékonyságra. Mivel a napelemek csak akkor hasznosak, ha összekapcsolják őket, általában nagyobb értelmet kell használni a nagyobb cellákat, így nem kell annyi szerelési munkát végeznie. A szilícium napelemek általában körülbelül 5 vagy 6 hüvelyk négyzet alakúak, hogy megfeleljenek az általuk épített nyers szilícium méretének. Ezután néhány lábnyira oldalsó táblákba összerakják.