L'efficienza (η) è la proporzione di energia utilizzabile che esce da una macchina rispetto all'energia che vi entra; è solitamente espressa in percentuale. Più luce solare verrà trasformata in energia elettrica dai pannelli solari, più saranno efficienti.
I pannelli solari ad alta efficienza sono più costosi, ma richiedono meno spazio, il che li rende una buona opzione per i proprietari di case con piccoli spazi sul tetto.
L'efficienza delle celle fotovoltaiche (PV), basata sul tipo di silicio e sul design delle celle, e l'efficienza totale del pannello , basata sulla disposizione delle celle, sulla configurazione e sulla superficie del pannello, sono i due principali fattori determinanti dell'efficienza dei pannelli solari.
Creando una superficie più ampia per catturare la luce solare, aumentare le dimensioni del pannello può anche aumentare l'efficienza. I pannelli solari più potenti possono ora produrre fino a 700 W di elettricità. I due fattori, efficienza della cella fotovoltaica ed efficienza del pannello sono descritti più avanti:
Efficienza delle celle fotovoltaiche (FV)
La struttura della cella e il substrato utilizzato, che in genere è silicio di tipo P o silicio di tipo N, determinano l'efficienza della cella. Il fattore di riempimento (FF), che rappresenta la massima efficienza di conversione di una cella fotovoltaica alla migliore tensione e corrente di funzionamento, viene utilizzato per determinare l'efficienza della cella.
L'efficienza (η) del pannello è significativamente influenzata dall'architettura delle celle. La varietà di silicio, la configurazione del busbar , la giunzione e il tipo di passivazione sono caratteristiche importanti.
Grazie all'elevata purezza del substrato di silicio di tipo N e all'assenza di perdite dovute all'ombreggiamento delle barre collettrici, i pannelli realizzati con costose celle IBC presentano attualmente l'efficienza più elevata (21-23%). Tuttavia, i pannelli realizzati con le più recenti celle monocristalline PERC, TOPCON di tipo N e a eterogiunzione avanzata (HJT) hanno valori di efficienza significativamente superiori al 21%.
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Efficienza del pannello
In condizioni di prova standard (STC), l'efficienza di un pannello solare viene calcolata utilizzando una temperatura delle celle di 25 °C, un'irradiazione solare di 1000 W/m² e una massa d'aria di 1.5.
La potenza massima nominale, o Pmax (W) in condizioni STC, è determinata dividendo la superficie totale del pannello , espressa in metri quadrati, per l'efficienza (%) del pannello.
Numerose variabili, come la temperatura, il livello di irradiazione, il tipo di cella e l'interconnessione delle celle, possono influenzare l'efficacia complessiva di un pannello.
I pannelli più efficaci sono quelli realizzati con celle IBC (Interdigitated back contact) all'avanguardia, seguite da celle a eterogiunzione (HJT), celle TOPcon, celle monocristalline PERC multi-busbar e half-cut, celle shled e celle mono da 60 celle (4-5 busbar).
I pannelli meno efficaci e meno costosi sono solitamente quelli policristallini o multicristallini a 60 celle.
