Hyötysuhde (η) on koneesta lähtevän käyttöenergian ja siihen tulevan energian osuus; se ilmaistaan tyypillisesti prosentteina. Mitä enemmän auringonvaloa aurinkopaneelit muuttavat sähköenergiaksi, sitä tehokkaampia ne ovat.
Tehokas aurinkopaneelit ovat kalliimpia, mutta vaativat vähemmän tilaa, mikä tekee niistä hyvän vaihtoehdon kodin omistajille, joilla on pieni kattotila.
Aurinkopaneelien tehokkuuden kaksi ensisijaista määräävää tekijää ovat aurinkokennojen hyötysuhde, joka perustuu piisirun tyyppiin ja kennojen suunnitteluun, sekä paneelien kokonaishyötysuhde , joka perustuu kennojen asetteluun, kokoonpanoon ja paneelien pinta-alaan.
Luomalla suurempi pinta-ala auringonvalon sieppaamiseksi, paneelin koon kasvattaminen voi myös lisätä tehokkuutta. Tehokkaimmat aurinkopaneelit voivat nyt tuottaa jopa 700 W sähköä. Kaksi tekijää, PV-kennon tehokkuus ja paneelin tehokkuus, kuvataan tarkemmin alla:
Aurinkosähkö (PV) Cell Efficiency
Kennorakenne ja käytetty substraatti – joka on tyypillisesti joko P-tyypin pii tai N-tyypin pii – määräävät kennon hyötysuhteen. Kennon hyötysuhdetta määritetään täyttökertoimella ( FF), joka on aurinkokennon korkein muuntohyötysuhde parhaalla käyttöjännitteellä ja -virralla.
Paneelin hyötysuhteeseen (Ω) vaikuttaa merkittävästi kennoarkkitehtuuri. Piilaatu, virtakiskojen kokoonpano, liitoskohta ja passivointityyppi ovat tärkeitä ominaisuuksia.
Korkean puhtausasteen N-tyypin piisubstraatin ja virtakiskojen varjostushäviöiden puuttumisen ansiosta kalliilla IBC-kennoilla valmistetuilla paneeleilla on tällä hetkellä korkein hyötysuhde (21–23 %). Uusimmilla monokiteisillä PERC-, N-tyypin TOPCON- ja edistyneillä heteroliitoskennoilla (HJT) valmistettujen paneelien hyötysuhde on kuitenkin huomattavasti yli 21 %.
Lue myös: Mikä on sähkökemiallinen kenno?
Paneelin tehokkuus
Standardoiduissa testiolosuhteissa (STC) aurinkopaneelin hyötysuhde lasketaan käyttämällä 25 °C:n kennon lämpötilaa, 1000 W/m2:n auringonsäteilyä ja 1.5:n ilmamassaa.
Suurin teholuokitus eli Pmax (W) STC:ssä määritetään käytännössä jakamalla paneelin kokonaispinta-ala neliömetreinä paneelin hyötysuhteella (%).
Lukuisat muuttujat, kuten lämpötila, säteilytaso, kennotyyppi ja kennojen välinen yhteys, voivat vaikuttaa paneelin yleiseen tehokkuuteen.
Tehokkaimmat paneelit ovat huippuluokan Interdigitated back contact eli IBC-kennoilla valmistetut paneelit, joita seuraavat heterojunktio (HJT) -kennot, TOPcon-kennot, puolikatkaistut ja monikiskoiset monokiteiset PERC-kennot, shingled kennot ja 60-kennoiset (4-5 kiskoa) monokennot.
Tehokkaimmat ja edullisimmat paneelit ovat tyypillisesti 60-kennoisia monikiteisiä tai monikiteisiä paneeleja.
