Sind größere Solarzellen effizienter?

Ein Faktor, der ihre Effizienz beeinflusst, sind Elektroden auf Solarzellen.

Photovoltaik-Solarzellen absorbieren Energie aus Sonnenlicht und wandeln sie in elektrische Energie um. Damit der Prozess funktioniert, muss Sonnenlicht in das Solarzellenmaterial eindringen und absorbiert werden, und die Energie muss aus der Solarzelle entweichen. Jeder dieser Faktoren beeinflusst die Effizienz einer Solarzelle. Einige Faktoren sind für große und kleine Solarzellen gleich, aber es gibt einige, die mit der Größe variieren. Die Faktoren, die variieren, machen es kleineren Solarzellen leichter, effizienter zu sein als ihre größeren Pendants.

Effizienz

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Effizienz zu definieren. Dasjenige, das aus der Perspektive des Verbrauchers am sinnvollsten ist, ist das Verhältnis der erzeugten elektrischen Energie zur gesamten Sonnenenergie, die auf das Gebiet der Solarzelle trifft. Es gibt viele Arten von Solarzellen. Multifunktionszellen sind sehr teuer, können aber in der Nähe von 40 Prozent effizient sein. Siliziumzellen sind 13 bis 18 Prozent effizient, während andere Ansätze, die als "Dünnschicht" -Zellen bezeichnet werden, zwischen 6 und 14 Prozent effizient sind. Das Material, das Design und die Konstruktion der Zelle haben viel mehr Einfluss auf die Effizienz als die Größe.

Licht bekommen

Der erste Faktor, der die Effizienz einer Solarzelle bestimmt, ist die Menge an Licht, die sie in das Solarzellenmaterial bringt. Die Oberfläche einer Solarzelle muss eine Art von elektrischem Kontakt haben, um den Stromkreis zu schließen und den Strom abzuführen. Diese Elektroden verhindern, dass Sonnenlicht das absorbierende Material erreicht. Leider können Sie nicht einfach kleine Elektroden am Rand einer Solarzelle platzieren, da Sie dann zu viel von der Elektrizität an Widerstand im Solarzellenmaterial verlieren. Das bedeutet, dass wenn Sie eine große Solarzelle haben - sagen wir etwa 5 Zoll im Quadrat - müssen Sie mehrere Elektroden über die Oberfläche haben, die das Licht blockieren. Wenn Ihre Solarzelle einen halben Zoll mal einen Zoll groß ist, können Sie mit einem kleineren Prozentsatz der von Elektroden bedeckten Oberfläche auskommen.

Licht ein, Elektronen aus

Wenn Sonnenlicht in das Solarzellenmaterial eindringt, wird es weiter wandern, bis es mit einem Elektron im Material interagiert. Wenn das Elektron die Energie des Sonnenlichts absorbiert, erhält es einen Schub. Es kann diese Energie verlieren, indem es in andere Elektronen stößt. Meistens hängt das nicht von der Größe der Solarzelle ab. Es hängt nur von seiner Zusammensetzung und seinem Design ab. Wenn die Elektronen jedoch weiter in das Halbleitermaterial gehen müssen, ist es wahrscheinlicher, dass sie Energie verlieren können. Wenn die Entfernung zu den Elektroden klein ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Elektron Energie verliert. Da größere Zellen mit mehr Elektroden ausgelegt sind, ist der Abstand ungefähr gleich, so dass sich die Größe der Solarzellen nicht zu sehr ändert.

Solarzellengröße

Widerstand ist ein Maß dafür, wie schwer es für ein Elektron ist, durch einen Stromkreis zu reisen. Wenn alles andere gleich ist, erzeugt eine kürzere Entfernung einen geringeren Widerstand, was bedeutet, dass kleinere Zellen weniger Energie verschwenden und ein wenig effizienter sind. Obwohl all diese Effekte kleinere Zellen gegenüber größeren Zellen bevorzugen, haben sie nur einen sehr geringen Einfluss auf die Effizienz. Da Solarzellen nur dann wirklich nützlich werden, wenn sie miteinander kombiniert werden, ist es normalerweise sinnvoll, größere Zellen zu verwenden, damit Sie nicht so viel Montagearbeit verrichten müssen. Typischerweise sind Siliziumsolarzellen ungefähr 5 oder 6 Zoll im Quadrat, um der Größe des Rohsiliziums, aus dem sie gebaut sind, zu entsprechen. Sie werden dann in Tafeln einige Füße auf einer Seite zusammengefügt.

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