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.
Effektiviteten hos solpaneler (PV), baserad på kiseltyp och celldesign, och den totala paneleffektiviteten , baserad på celllayout, konfiguration och panelarea, är de två primära faktorerna som bestämmer solpanelers 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 det använda substratet – vilket vanligtvis är antingen P-typ kisel eller N-typ kisel – avgör cellens effektivitet. Fyllningsfaktorn ( FF), som är den högsta omvandlingseffektiviteten för en PV-cell vid bästa driftsspänning och ström, används för att bestämma cellens effektivitet.
Panelens effektivitet (η) påverkas avsevärt av cellarkitekturen. Kiselvarianten, samlingsskenans konfiguration, övergången och passiveringstypen är viktiga egenskaper.
På grund av det högrena N-typ kiselsubstratet och avsaknaden av skuggförluster från samlingsskenor har paneler konstruerade med dyra IBC-celler för närvarande den högsta verkningsgraden (21–23 %). Paneler tillverkade med de senaste monokristallina PERC-, N-typ TOPCON- och avancerade heterojunction-cellerna (HJT) har dock verkningsgradsvärden som är betydligt högre än 21 %.
Läs också: Vad är en elektrokemisk cell?
Panelens effektivitet
Under standardtestförhållanden (STC) beräknas en solpanels effektivitet med hjälp av en celltemperatur på 25 °C, en solinstrålning på 1000 W/m2 och en luftmassa på 1.5.
Den maximala effekten, eller Pmax (W) vid STC, bestäms i praktiken genom att dividera den totala panelarean , uttryckt i kvadratmeter, med panelens verkningsgrad (%).
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.
