変換効率とは、太陽光発電装置の電力出力と装置に入射する太陽光の電力の比率です。簡単に言えば、 太陽光発電システムによって電気に変換される入射太陽エネルギーの量.
市販のパネルの大半の効率が 50 ～ 15 パーセントであるにもかかわらず、研究者らは 20 パーセントに近い効率を持つ PV セルを開発しました。
変換効率に影響を与える要因は何ですか?
PV セルは、必ずしも太陽光の 100% を電力に変換できるわけではありません。実際には、その大部分は失われています。太陽電池が受ける太陽光を変換する能力は、さまざまな設計要素によって制限されます。これらの側面を考慮して設計することで、より高い効率を実現できます。
1.波長
光子、つまりエネルギーパケットは光の構成要素であり、さまざまなエネルギーと波長を持っています。 地表に届く太陽光 地球の波長は紫外線から赤外線までの範囲です。太陽電池の表面に当たると、一部の光子は反射されますが、他の光子はそのまま通過します。吸収された光子のエネルギーの一部は熱に変換されます。残りの光子は、電子を放出するのに十分なエネルギーを持っています。 原子結合その結果、電荷キャリアと電流が発生します。
2.温度
太陽電池にとって、通常は低温が最適です。電流は適度に増加しますが、温度の上昇によって半導体の特性が変化するため、電圧は大幅に低下します。 極端な気温上昇 また、セルやその他のモジュールの材料にダメージを与え、機能寿命を縮める可能性もあります。セルに当たる太陽光のほとんどは熱に変換されるため、効果的な熱管理により効率と寿命が向上します。
3.リフレクション
削減することで 細胞の表面から反射される光の量効率は改善される。例えば、処理されていないシリコンは、当たった光の30％以上を反射する。反射は、 反射防止コーティング テクスチャ加工された表面。濃い青または黒色は、高効率セルであることを示します。
変換効率をどのように判断しますか?
セルが生み出す電力量を推定するために、研究者は 太陽光発電（PV）デバイスの性能を評価します。 電流と電圧が組み合わさって電力が生成されます。電流と電圧の関係から、PV デバイスの電気特性がわかります。セルまたはモジュールによって生成される電流と電圧は、デバイスの 2 つの端子に特定の「負荷」抵抗が接続されている場合、オームの法則に従って変化します (2 点間の導体を流れる電流は、2 点間の電位差に正比例します)。効率は、セルを一定の標準レベルの光にさらし、セル温度を一定に保ちながら、さまざまな負荷抵抗で生成される電流と電圧を測定することで決定されます。
