Fotovoltaiska solceller absorberar energi från solljus och omvandlar det till elektrisk energi. För att processen ska fungera behöver solljus göra det in i solcellsmaterialet och bli absorberat, och energin behöver komma ut ur solcellen. Var och en av dessa faktorer påverkar effektiviteten hos en solcell. Vissa faktorer är desamma för stora och små solceller, men det finns vissa som varierar med storlek. De faktorer som varierar tenderar att göra det enklare för mindre solceller att vara effektivare än deras större motsvarigheter.

Effektivitet

Det finns flera olika sätt att definiera effektivitet. Den som ger mest mening från konsumentens perspektiv är som förhållandet mellan elektrisk energi som produceras för total solljusenergi som slår på solcellens område. Det finns många typer av solceller. Multifunktionsceller är mycket dyra, men kan vara i närheten av 40 procent effektiva. Kiselceller är 13 till 18 procent effektiva, medan andra tillvägagångssätt som kallas "tunna film" -celler är var som helst 6 till 14 procent effektiva. Materialet, konstruktionen och konstruktionen av cellen har mycket större inverkan på effektiviteten än storleken.

Få ljus i

​​Den första faktorn som bestämmer effektiviteten hos en solcell är mängden ljus som gör det till solcellsmaterialet. Ytan på en solcell måste ha någon form av elektrisk kontakt för att slutföra kretsen och få strömmen ut. Dessa elektroder blockerar solljus från att nå det absorberande materialet. Tyvärr kan du inte bara sätta små elektroder på kanten av en solcell eftersom du förlorar för mycket av elen till resistans i solcellsmaterialet. Det betyder att om du har en stor solcell - säg ca 5 tums kvadrat - måste du ha flera elektroder över ytan, blockera ljuset. Om din solcell är en halv tum i en tum så kan du klara av med en mindre procentandel av ytan som täcks av elektroder.

Ljus in, elektroner ute

När solljuset kommer in i solsystemet cellmaterial, kommer det att röra sig tills det interagerar med en elektron i materialet. Om elektronen absorberar solens energi kommer det att få en boost. Det kan förlora den energin genom att stöta på andra elektroner. För det mesta beror det inte på solcellens storlek. Det beror bara på dess sammansättning och design. Men om elektronerna behöver gå längre i halvledarmaterialet är det mer troligt att de kan förlora energi. Genom att göra avståndet till elektroderna små är det mindre troligt att elektronen kommer att förlora energi. Eftersom större celler är utformade med flera elektroder, blir avståndet ungefär lika, så det förändras inte för mycket med solcellstorlek.

Solcellstorlek

Motstånd är ett mått av hur svårt det är för en elektron att resa genom en krets. Med allt annat lika, skapar kortare avstånd lägre motstånd, så det betyder att mindre celler kommer att slösa mindre energi och vara lite mer effektiva. Även om alla dessa effekter gynnar mindre celler över större, har de mycket små inverkan på effektivitet. Eftersom solceller bara blir mycket användbara när de kombineras, är det vanligtvis vettigt att använda större celler så att du inte behöver göra så mycket montering. Vanligtvis är kiselcellceller ca 5 eller 6 tum kvadratiska för att matcha storleken på den råa kisel som de är byggda från. De läggs sedan i paneler några meter på en sida.