Садржај
Када седите на плажи, плаво небо које видите, топлина коју осећате и таласи које чујете имају свој извор енергије сунчеве светлости.Фотонапонске соларне ћелије начин су претварања енергије сунчеве светлости у нешто друго осим угодног дана одмора. Соларне ћелије претварају енергију сунчеве светлости у електричну. Ефикасност соларне ћелије је однос количине електричне енергије коју производи и количине соларне енергије која удара у њу.
Ефикасност
Ефикасност било којег процеса је мјера колико добро процес функционише. Односно, колико труда требате уложити да бисте добили излаз. Понекад је ефикасност тешко квантификовати, али за соларне ћелије, то је релативно лако. Улаз у соларну ћелију је сунчева светлост, а излаз електричне енергије. Тачније, улаз је енергија сунчеве светлости, а излаз је енергија у електронима.
Фотони и светлост
На основном нивоу, светлост се састоји од сићушних пакета енергије који се зову фотони. У било којем тренутку током дана, милијарде фотона ступају у интеракцију са соларном ћелијом. Ти фотони носе различите количине енергије, у зависности од њихове боје. Неки фотони се одбијају од соларне ћелије, неки пролазе кроз њу, а неки се апсорбују. Судбина било ког фотона зависи од његове енергије - или, еквивалентно, његове боје. Немогуће је са сигурношћу предвидети понашање било ког специфичног фотона, али могуће је израчунати вероватноћу интеракције.
Апсорпција светлости
Огромна већина соларних ћелија направљена је од полуводича. Једна од карактеристика полуводича су енергетске структуре које се називају "појасеви". Електрони на доњој страни појаса су заробљени на месту, док се електрони који повећавају енергију до горње стране појаса могу слободно кретати - укључујући слободу да се потпуно извуку из полуводича и постану корисни у електричним круговима . Највјероватније ће се апсорбовати фотони који носе енергију блиску величини појаса у соларној ћелији. Да бисте израчунали ефикасност, морате да помножите енергију сваког фотона са његовом вероватноћом да буде апсорбована и вероватноћом да се из соларне ћелије направи у електрични круг. То је прилично сложен израчун.
Мерење
Израчунавање ефикасности из првих принципа је незграпно, али ако имате праве алате за мерење, прорачун можете учинити лакшим. Помоћу радиометра можете мерити густину снаге на сунцу. Умножавањем густине снаге на површину соларне ћелије обезбеђује се мера соларне енергије која улази у соларну ћелију. Сљедећи корак ћете повезати с кругом с промјењивим отпорником, струјним сензором и сензором напона. Електрична снага је производ струје и напона и мења се у зависности од количине оптерећења коју соларна ћелија вози. Тако мењате отпор, рачунајући снагу на сваком кораку и проналазите тачку максималне снаге. Поделите максималну електричну снагу са улазом соларне енергије и имаћете ефикасност соларне ћелије.