より大きな太陽電池はより効率的ですか?

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著者: Lewis Jackson
作成日: 11 5月 2021
更新日: 16 11月 2024
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太陽電池は太陽光からエネルギーを吸収し、電気エネルギーに変換します。このプロセスが機能するためには、太陽光が太陽電池素材に吸収されて吸収され、エネルギーが太陽電池から出る必要があります。これらの各要因は、太陽電池の効率に影響します。いくつかの要因は、大小の太陽電池で同じですが、サイズによって異なるものがあります。変動する要因により、小型の太陽電池が大型の太陽電池よりも効率的になりやすくなります。

効率

効率を定義する方法はいくつかあります。消費者の観点から最も理にかなっているのは、太陽電池の領​​域に当たる総太陽光エネルギーに対する生成された電気エネルギーの比率です。太陽電池には多くの種類があります。多機能セルは非常に高価ですが、40%近くの効率が得られます。シリコンセルの効率は13〜18%ですが、「薄膜」セルと呼ばれる他のアプローチの効率は6〜14%です。セルの材料、設計、構造は、サイズよりも効率に大きく影響します。

光を当てる

太陽電池の効率を決定する最初の要因は、太陽電池材料に入射する光の量です。太陽電池の表面には、回路を完成させて電力を取り出すために、何らかの種類の電気接点が必要です。これらの電極は、太陽光が吸収材料に到達するのを防ぎます。残念ながら、太陽電池の材料に抵抗をかけるために電気を失いすぎるため、太陽電池の端に小さな電極を置くことはできません。つまり、大きな太陽電池(約5インチの正方形など)がある場合は、表面に光を遮る複数の電極が必要になります。太陽電池のサイズが0.5インチx 1インチの場合、表面が電極で覆われている割合を小さくすれば十分です。

ライトイン、エレクトロンアウト

太陽光が太陽電池材料に入射すると、材料内の電子と相互作用するまで移動します。電子が太陽光のエネルギーを吸収すると、ブーストが与えられます。他の電子にぶつかることでそのエネルギーを失う可能性があります。ほとんどの場合、それは太陽電池のサイズに依存しません。それはその構成とデザインに依存します。ただし、電子が半導体材料内をさらに進む必要がある場合、電子がエネルギーを失う可能性が高くなります。電極までの距離を小さくすることにより、電子がエネルギーを失う可能性が低くなります。より大きなセルはより多くの電極で設計されているため、距離はほぼ同じになるため、これは太陽電池のサイズによってあまり変化しません。

太陽電池サイズ

抵抗は、電子が回路を移動するのがどれほど難しいかの尺度です。他のすべてが等しい場合、距離が短くなると抵抗が小さくなります。つまり、小さいセルは無駄なエネルギーが少なくなり、効率が少し高くなります。これらの効果はすべて、大きなセルよりも小さなセルを優先しますが、効率への影響はごくわずかです。太陽電池は、組み合わされた場合にのみ非常に有用になるため、通常、より大きな組立作業を行う必要がないように、より大きな電池を使用するのが理にかなっています。通常、シリコン太陽電池は約5インチまたは6インチの正方形で、製造元の未加工シリコンのサイズに一致します。次に、それらを横に数フィートのパネルにまとめます。