Solar Cell efficiency

De basisregel van de fysica wordt genoemd de wet van behoud van energie. Het zegt dat we niet op magische wijze energie kunnen creëren of laten verdwijnen in de ijle lucht; alles wat we kunnen doen is om het te converteren van de ene vorm naar de andere. Dit betekent dat zonnecellen niet meer energie kunnen produceren dan het ontvangen van licht per seconde. In feite, zoals we binnenkort zullen zien, de meeste batterijen te converteren ongeveer 10-20% van de energie die ze ontvangen in elektrische energie. Een typische single Junction silicium zonnecel heeft een theoretische maximale efficiëntie van ongeveer 30% en heet de Shockley-Queisser limiet. Dit is vooral omdat zonlicht bevat een breed mengsel van fotonen van verschillende golflengten en energieën, en een enkele verbinding zonnecel zal worden geoptimaliseerd om fotonen te vangen alleen in een bepaalde frequentieband, het verspillen van de rest. Sommige fotonen raken een zonnecel hebben niet genoeg energie om de elektronen te vernietigen, zodat ze effectief worden verspild, terwijl anderen hebben te veel energie en de overmaat wordt verspild. De beste Cutting-Edge laboratorium batterijen kunnen gebruik maken van meerdere connectoren om fotonen van verschillende energieën vast te leggen onder absoluut perfecte omstandigheden, het bereiken van 46% efficiëntie.

Real-World binnenlandse zonnepanelen kunnen bereiken over 15% efficiëntie, het geven van een procentpunt hier of daar, en dit is waarschijnlijk niet beter te krijgen. De eerste generatie van single-Junction zonnecellen zou niet dicht bij de 30% efficiëntie van de Shockley-Queisser limiet, laat staan 46% van de laboratorium records. Verschillende vervelende Real-World factoren zullen invloed hebben op de nominale efficiëntie, met inbegrip van de bouw van panelen, hoe ze zijn gepositioneerd en schuin, of ze nu in de schaduw, houden ze schoon, hoe heet ze zijn (verhoogde temperatuur) heeft de neiging te verlagen Efficiëntie), en of ze zijn geventileerd (laat de luchtstroom onder) om het koel te houden.