Effektivitet (η) är andelen användbar energi som lämnar en maskin till energi som kommer in i den; det uttrycks vanligtvis i procent. Ju mer solljus som omvandlas till elektrisk energi av solpaneler desto effektivare är de.
Högeffektiva solpaneler är dyrare men kräver mindre utrymme, vilket gör dem till ett bra alternativ för husägare med små takutrymmen.
Fotovoltaisk (PV) celleffektivitet, baserad på kiseltyp och celldesign, och total paneleffektivitet, baserat på celllayout, konfiguration och panelyta, är de två primära bestämningsfaktorerna för solpanelens effektivitet.
Genom att skapa en större yta för att fånga solljuset kan en ökning av panelstorleken också öka effektiviteten. De mest potenta solpanelerna kan nu producera upp till 700W el. De två faktorerna, PV-celleffektivitet och paneleffektivitet beskrivs ytterligare nedan:
Fotovoltaisk (PV) celleffektivitet
Cellstrukturen och substratet som används - som vanligtvis är antingen kisel av P-typ eller kisel av N-typ - bestämmer cellens effektivitet. De fyllnadsfaktor (FF), som är den högsta omvandlingseffektiviteten för en PV-cell vid den bästa driftspänningen och strömmen, används för att bestämma celleffektiviteten.
Panelens effektivitet (η) påverkas avsevärt av cellarkitekturen. Silikonsorten, samlingsskenan konfiguration, korsning och passiveringstyp är viktiga egenskaper.
På grund av kiselsubstratet av hög renhet av N-typ och frånvaron av skuggförluster för samlingsskenorna, är paneler konstruerade med dyra IBC-celler har för närvarande den högsta effektiviteten (21-23%). Paneler gjorda med de senaste monokristallina PERC-, N-Type TOPCON- och avancerade heterojunction-cellerna (HJT) har dock effektivitetsvärden som är betydligt högre än 21 %.
Läs också: Vad är en elektrokemisk cell?
Panelens effektivitet
Under standardtestförhållanden (STC) beräknas en solpanels effektivitet med en celltemperatur på 25°C, solstrålning på 1000W/m2 och en luftmassa på 1.5.
Den maximala effekten, eller Pmax (W) vid STC, bestäms i praktiken av dela den totala panelytan, uttryckt i kvadratmeter, med panelens effektivitet (%).
Många variabler, såsom temperatur, irradiansnivå, celltyp och cellsammankoppling, kan påverka en panels totala effektivitet.
De mest effektiva panelerna är de som är gjorda med banbrytande Interdigitated back contact- eller IBC-celler, som följs av heterojunction (HJT)-celler, TOPcon-celler, halvskurna och multi-busbar monokristallina PERC-celler, shingled-celler och 60-cells (4-5 samlingsskenor) monoceller.
De minst effektiva och billigaste panelerna är typiskt 60-cells polykristallina eller multikristallina paneler.
