Most Efficient Photovoltaic Solar Panels

Die Effizienz von Solarzellen hängt von der Art von Silizium in den Solarzellen verwendet wird, der physische Aufbau der Zellen und auf dem Weg die Solarzellen liefern Strom. Standard- off-the -shelf- Solarzellen unter Verwendung kostengünstiger Technologie haben einen Wirkungsgrad von nur etwa 10 bis 12 Prozent, während die im Handel erhältlichen hocheffizienten Solarzellen mit einem Spannungsregler , um die Spannung an seinem Maximum halten kann fast 20 Prozent zu betreiben. Solche fortschrittlichen Zellen sind teurer. Der lokale Stromkosten ist der wichtigste Faktor für die Entscheidung, ob es Sinn macht , die effizienter Platten mit höheren Kosten zu installieren. Hintergrund

Der photovoltaische Effekt wurde von der Französisch Physiker Alexandre Edmond Becquerel im Jahre 1839 entdeckt, aber es war das amerikanische Raumfahrtprogramm in den 1950er Jahren , die zur Entwicklung von Solarzellen , die nützlich Kraft erzeugt führte . Diese frühen Solarzellen für Satelliten verwendet und hatte einen Wirkungsgrad von 2 Prozent. In den 1960er Jahren Zellen mit 10 Prozent Effizienz im Handel erhältlich waren . Forschung weiterhin mit Multi- Junction-Zellen mit mehreren Schichten und Nanoröhre Zellen mit erhöhten Flächen. Solche Zellen haben 40 Prozent Effizienz im Labor erreicht .
Arten von Silicon in Zellen

Solarzellen werden aus Silizium, und Silizium-Material ist entweder monokristallin, polykristallin oder amorph. Monokristallinen Zellen sind die effizientesten und jede Zelle eine Scheibe eines Silizium-Einkristalls . Die Einkristall-Silizium- Festkörper sind schwierig herzustellen , und die Zellen sind die teuersten der Standard-Zellen . Polykristalline Zellen liegen in der Mitte in Bezug auf Kosten und Effizienz , während amorphen Zellen sind die am wenigsten teuer, aber die häufigste. Sie werden aus Silizium hergestellt , die wenig Kristallisation hat , und während der Regel weniger effizient , gut führen sie unter schlechten Licht wie Cloud Cover.
Licht Penetration

Abgesehen von der Leistung der Siliziumschicht der Solarzelle , wird die Effizienz der Lichtmenge, die die Siliziumschicht erreicht, beeinflusst. Silizium selbst ist natürlich glänzend und , wenn sie mit Glas abgedeckt , noch mehr Licht reflektiert . Nicht-reflektierenden Beschichtungen helfen, aber verschiedene Lichtfrequenzen sind noch nicht vollständig durch Standard- Zellen verwendet. Multi- Junction-Zellen kann sehr viel höhere Wirkungsgrade durch die Verwendung von Silizium- Schichten auf verschiedene Lichtfrequenzen abgestimmt zu erreichen. Während die Effizienz ist sehr hoch, fast 40 Prozent , die hohen Kosten dieser Zellen macht sie für den kommerziellen Einsatz ungeeignet.
Temperatur

Solarzellen arbeiten bei ihren höchsten Wirkungsgrad wenn die Umgebungstemperatur abgekühlt ist. Hocheffizienzzellen sind besonders empfindlich auf Temperatur und kann 0,5 Prozent ihrer Bewertung für jedes Grad Celsius über 80 Grad zu verlieren. Für Panels in bevorzugten Hoch Sonnenlicht Orten wie den südlichen US- Wüsten montiert sind Temperaturen von 120 Grad Celsius üblich. Es ist wichtig für die Effizienz , um die Zellen zu montieren, so dass die natürliche Konvektionskühlung stattfinden kann , wenn die Temperatur steigt .
Spannung

Solarzellen liefern ihre maximale Leistung bei ihrer Nenn Spannung. Die effizienteste Anordnung für die Sonnenkollektorschaltungenist mit einer Konstantspannungsregler, der die Spannung an den Nennpegelhält . Eine solche Anordnung extrahiert die meiste Energie aus den Solarzellen , unabhängig von ihrer kristallinen Eigenschaften oder Temperatur.