Les cellules solaires photovoltaïques absorbent l'énergie du soleil et la convertissent en énergie électrique. Pour que le processus fonctionne, la lumière du soleil doit pénétrer dans le matériau des cellules solaires et être absorbée, et l'énergie doit sortir de la cellule solaire. Chacun de ces facteurs influence l'efficacité d'une cellule solaire. Certains facteurs sont les mêmes pour les grandes et les petites cellules solaires, mais il y en a qui varient en fonction de la taille. Les facteurs qui varient tendent à rendre plus facile l'efficacité des cellules solaires plus petites que celles des plus grandes.
Efficacité
Il existe plusieurs façons de définir l'efficacité. Celui qui a le plus de sens du point de vue d'un consommateur est le rapport entre l'énergie électrique produite et l'énergie solaire totale frappant la zone de la cellule solaire. Il existe plusieurs types de cellules solaires. Les cellules multifonctions sont très coûteuses, mais peuvent être efficaces dans une proportion de 40%. Les cellules de silicium ont une efficacité de 13 à 18%, tandis que d'autres approches appelées "cellules à film mince" ont une efficacité de 6 à 14%. Le matériau, la conception et la construction de la cellule ont beaucoup plus d'influence sur l'efficacité que la taille.
Obtenir de la lumière en
Le premier facteur qui détermine l'efficacité d'une cellule solaire est le quantité de lumière qui le rend dans le matériau de la cellule solaire. La surface d'une cellule solaire doit avoir une sorte de contact électrique pour compléter le circuit et obtenir la puissance. Ces électrodes empêchent la lumière du soleil d'atteindre le matériau absorbant. Malheureusement, vous ne pouvez pas simplement mettre de petites électrodes sur le bord d'une cellule solaire, car alors vous perdez trop d'électricité à la résistance dans le matériau de la cellule solaire. Cela signifie que si vous avez une grande cellule solaire - disons environ 5 pouces carrés - vous aurez besoin d'avoir plusieurs électrodes à travers la surface, bloquant la lumière. Si votre cellule solaire est d'un demi-pouce sur un pouce, vous pouvez vous débrouiller avec un pourcentage plus faible de la surface couverte par les électrodes.
Entrée de lumière, sortie d'électrons
Lorsque la lumière solaire pénètre dans l'énergie solaire matériau cellulaire, il voyagera jusqu'à ce qu'il interagisse avec un électron dans le matériau. Si l'électron absorbe l'énergie de la lumière du soleil, il sera boosté. Il peut perdre cette énergie en se heurtant à d'autres électrons. Généralement, cela ne dépend pas de la taille de la cellule solaire. Cela dépend simplement de sa composition et de son design. Cependant, si les électrons doivent aller plus loin dans le matériau semi-conducteur, il est plus probable qu'ils puissent perdre de l'énergie. En réduisant la distance aux électrodes, il est peu probable que l'électron perde de l'énergie. Parce que les grandes cellules sont conçues avec plus d'électrodes, la distance est à peu près la même, donc cela ne change pas trop avec la taille des cellules solaires.
Taille des cellules solaires
La résistance est une mesure de la difficulté pour un électron de traverser un circuit. Toutes choses étant égales par ailleurs, une distance plus courte crée une résistance plus faible, ce qui signifie que les cellules plus petites gaspilleront moins d'énergie et seront un peu plus efficaces. Même si tous ces effets favorisent les cellules plus petites plutôt que les plus grandes, elles ont une très faible influence sur l'efficacité. Étant donné que les cellules solaires ne deviennent vraiment utiles que lorsqu'elles sont combinées, il est généralement judicieux d'utiliser des cellules plus grandes pour ne pas avoir à faire autant de travaux d'assemblage. Typiquement, les cellules solaires en silicium sont d'environ 5 ou 6 pouces carrés pour correspondre à la taille du silicium brut à partir de laquelle ils sont construits. Ils sont ensuite assemblés en panneaux de quelques mètres de côté.
