Omvandlingseffektiviteten är andelen av en solcellsanordnings elektriska effekt i förhållande till effekten av solljuset som infaller på anordningen. Enklare uttryckt kan den definieras som den mängd infallande solenergi som omvandlas till elektricitet av ett solcellssystem.
Forskare har skapat PV-celler med verkningsgrader nära 50 %, trots att majoriteten av kommersiella paneler har verkningsgrader på 15 till 20 procent.
Vilka är faktorer som påverkar konverteringseffektiviteten?
PV-celler förvandlar inte alltid 100 % av solskenet till kraft. Det mesta är faktiskt borta. En solcells kapacitet att omvandla solljuset den tar emot begränsas av en mängd olika designelement. Högre effektivitet kan uppnås genom att designa med dessa aspekter i åtanke.
1. Våglängd
Fotoner, eller energipaket, är ljusets byggstenar och finns i en mängd olika energier och våglängder. Våglängderna i solljuset som når planetens yta sträcker sig från ultraviolett till infrarött. Vissa fotoner reflekteras när ljus träffar en solcells yta, medan andra passerar rakt igenom. Energin från några av de absorberade fotonerna omvandlas till värme. De återstående har tillräckligt med energi för att frigöra elektroner från sina atombindningar , vilket resulterar i laddningsbärare och elektrisk ström.
2. Temperatur
Låga temperaturer är vanligtvis bäst för solceller. En blygsam ökning av strömmen produceras, men en mycket större minskning av spänningen är ett resultat av de förändrade halvledaregenskaperna som orsakas av högre temperaturer. Extrema temperaturökningar kan också skada materialen i cellen och andra moduler, vilket minskar deras livslängd. Eftersom det mesta av solljuset som träffar cellerna omvandlas till värme, ökar effektiv värmehantering effektiviteten och livslängden.
3. Reflektion
Genom att minska mängden ljus som reflekteras från en cells yta kan effektiviteten förbättras. Till exempel reflekterar kisel som inte har behandlats mer än 30 % av det ljus som träffar det. Reflektion minskas av antireflexbeläggningar och texturerade ytor. En mörkblå eller svart färg indikerar en högeffektiv cell.
Hur bestämmer du konverteringseffektivitet?
För att uppskatta mängden effekt en cell kommer att producera utvärderar forskare prestandan hos en solcellsenhet (PV). Ström och spänning producerar tillsammans elektrisk effekt. Sambandet mellan ström och spänning mäter en PV-enhets elektriska egenskaper. Strömmen och spänningen som genereras av en cell eller modul kommer att förändras i enlighet med Ohms lag om ett visst "lastmotstånd" är anslutet till enhetens två terminaler (strömmen genom en ledare mellan två punkter är direkt proportionell mot potentialskillnaden mellan de två punkterna). Verkningsgraden bestäms genom att mäta strömmen och spänningen som genereras för olika lastmotstånd samtidigt som cellen utsätts för en konstant, standardiserad ljusnivå och en jämn celltemperatur hålls.
Rekommenderas: 11 viktiga faktorer som påverkar solpanelens effektivitet
