Fotovoltaïsche zonnecellen absorberen energie uit zonlicht en zetten deze om in elektrische energie. Om het proces te laten werken, moet zonlicht het zonnecelmateriaal binnenkomen en worden geabsorbeerd, en de energie moet uit de zonnecel komen. Elk van die factoren beïnvloedt de efficiëntie van een zonnecel. Sommige factoren zijn hetzelfde voor grote en kleine zonnecellen, maar sommige zijn afhankelijk van de grootte. De factoren die variëren, maken het gemakkelijker voor kleinere zonnecellen om efficiënter te zijn dan hun grotere tegenhangers.

Efficiëntie

Er zijn verschillende manieren om de efficiëntie te bepalen. Degene die vanuit het perspectief van de consument het meest logisch is, is als de verhouding van geproduceerde elektrische energie tot totale zonlichtenergie het gebied van de zonnecel raakt. Er zijn veel soorten zonnecellen. Multifunctionele cellen zijn erg duur, maar kunnen in de buurt van 40 procent efficiënt zijn. Siliciumcellen zijn 13 tot 18 procent efficiënt, terwijl andere benaderingen, "dunne filmcellen" genoemd, overal tussen de 6 en 14 procent efficiënt zijn. Het materiaal, het ontwerp en de constructie van de cel hebben veel meer invloed op de efficiëntie dan de grootte.

Licht krijgen in de verkoop

De eerste factor die de efficiëntie van een zonnecel bepaalt, is de hoeveelheid licht die het in het zonnecelmateriaal maakt. Het oppervlak van een zonnecel moet een soort elektrisch contact hebben om het circuit te voltooien en de stroom uit te schakelen. Die elektroden blokkeren het zonlicht om het absorberende materiaal te bereiken. Helaas kun je niet zomaar kleine elektroden op de rand van een zonnecel plaatsen, omdat je dan te veel elektriciteit verliest voor weerstand in het zonnecelmateriaal. Dat betekent dat als je een grote zonnecel hebt - zeg ongeveer 5 inch in het vierkant - je meerdere elektroden over het oppervlak moet hebben, die licht blokkeren. Als uw zonnecel een halve inch bij één inch is, kunt u langskomen met een kleiner percentage van het oppervlak bedekt met elektroden.

Licht in, elektronen uit

Wanneer zonlicht in de zonne-energie komt celmateriaal, reist het mee totdat het interageert met een elektron in het materiaal. Als het elektron de energie van het zonlicht absorbeert, krijgt het een boost. Het kan die energie verliezen door tegen andere elektronen op te botsen. Meestal is dat niet afhankelijk van de grootte van de zonnecel. Het hangt gewoon af van de samenstelling en het ontwerp. Als de elektronen echter verder moeten gaan in het halfgeleidermateriaal, is de kans groter dat ze energie kunnen verliezen. Door de afstand tot de elektroden klein te maken, is het minder waarschijnlijk dat het elektron energie verliest. Omdat grotere cellen zijn ontworpen met meer elektroden, eindigt de afstand ongeveer hetzelfde, dus dit verandert niet teveel met de grootte van de zonnecel.

Afmetingen zonnecellen

Weerstand is een maatregel hoe moeilijk het is voor een elektron om door een circuit te reizen. Met al het andere gelijk, zorgt een kortere afstand voor een lagere weerstand, dus dat betekent dat kleinere cellen minder energie zullen verspillen en een beetje efficiënter zullen zijn. Hoewel al die effecten kleinere cellen bevoordelen ten opzichte van grotere, zijn dit zeer kleine invloeden op de efficiëntie. Omdat zonnecellen alleen echt nuttig worden wanneer ze met elkaar worden gecombineerd, is het meestal logisch om grotere cellen te gebruiken, zodat u niet zoveel assemblagewerk hoeft te doen. Doorgaans zijn siliciumzonnecellen ongeveer 5 of 6 inch in het vierkant om overeen te komen met de grootte van het onbewerkte silicium waarvan ze zijn gemaakt. Ze worden vervolgens in panelen op een paar meter naast elkaar geplaatst.