Le celle solari fotovoltaiche assorbono energia dalla luce solare e la trasformano in energia elettrica. Affinché il processo funzioni, la luce solare deve trasformarsi nel materiale delle celle solari e assorbirsi e l'energia deve uscire dalla cella solare. Ognuno di questi fattori influenza l'efficienza di una cella solare. Alcuni fattori sono gli stessi per celle solari grandi e piccole, ma ce ne sono alcuni che variano con le dimensioni. I fattori che variano tendono a rendere più facile per le celle solari più piccole essere più efficienti rispetto alle loro controparti più grandi.

Efficienza

Esistono diversi modi per definire l'efficienza. Quello che ha più senso dal punto di vista del consumatore è il rapporto tra l'energia elettrica prodotta e l'energia solare totale che colpisce l'area della cella solare. Esistono molti tipi di celle solari. Le celle multifunzione sono molto costose, ma possono essere efficienti al 40%. Le celle al silicio sono efficienti dal 13 al 18 percento, mentre altri approcci chiamati "pellicole a film sottile" sono ovunque dal 6 al 14 percento efficienti. Il materiale, il design e la costruzione della cella hanno un'influenza molto maggiore sull'efficienza rispetto alle dimensioni.

Ottenere luce in

Il primo fattore che determina l'efficienza di una cella solare è il quantità di luce che entra nel materiale delle celle solari. La superficie di una cella solare deve avere una sorta di contatto elettrico per completare il circuito e ottenere l'alimentazione. Questi elettrodi bloccano la luce solare dal raggiungere il materiale assorbente. Sfortunatamente, non puoi semplicemente mettere piccoli elettrodi sul bordo di una cella solare perché poi perdi troppa energia elettrica per resistere nel materiale delle celle solari. Ciò significa che se hai una grande cella solare - diciamo circa 5 pollici quadrati - avrai bisogno di avere più elettrodi sulla superficie, bloccando la luce. Se la tua cella solare è mezzo pollice di un pollice, allora puoi ottenere una percentuale minore della superficie coperta dagli elettrodi.

Luce in entrata, elettroni in uscita

Quando la luce del sole entra nel sole materiale cellulare, viaggerà fino a quando non interagirà con un elettrone nel materiale. Se l'elettrone assorbe l'energia della luce del sole, riceverà una spinta. Può perdere quell'energia sbattendo contro altri elettroni. Principalmente, ciò non dipende dalle dimensioni della cella solare. Dipende solo dalla sua composizione e dal suo design. Tuttavia, se gli elettroni devono andare oltre nel materiale semiconduttore, è più probabile che possano perdere energia. Riducendo la distanza dagli elettrodi, è meno probabile che l'elettrone perda energia. Poiché le celle più grandi sono progettate con più elettrodi, la distanza si riduce all'incirca nello stesso modo, quindi non cambia molto con le dimensioni delle celle solari.

Dimensioni celle solari

La resistenza è una misura di quanto sia difficile per un elettrone viaggiare attraverso un circuito. A parità di condizioni, una minore distanza crea una resistenza inferiore, quindi le celle più piccole sprecheranno meno energia e saranno un po 'più efficienti. Anche se tutti questi effetti favoriscono le celle più piccole rispetto a quelle più grandi, esse hanno influenze molto piccole sull'efficienza. Dal momento che le celle solari diventano davvero utili solo quando sono combinate insieme, di solito ha senso utilizzare celle più grandi in modo da non dover fare tutto il lavoro di assemblaggio. In genere, le celle solari al silicio hanno una dimensione di circa 5 o 6 pollici per adattarsi alle dimensioni del silicone grezzo da cui sono costruite. Vengono quindi assemblati in pannelli a pochi metri di lato.