¿Son las células solares más grandes más eficientes?

Las células solares fotovoltaicas absorben la energía de la luz solar y la convierten en energía eléctrica. Para que el proceso funcione, la luz solar debe entrar en el material de la célula solar y ser absorbida, y la energía necesita salir de la célula solar. Cada uno de esos factores influye en la eficiencia de una célula solar. Algunos factores son los mismos para células solares grandes y pequeñas, pero hay algunos que varían con el tamaño. los factores que varían tienden a facilitar que las células solares más pequeñas sean más eficientes que sus contrapartes más grandes.

Hay varias formas diferentes de definir la eficiencia. El que tiene más sentido desde la perspectiva del consumidor es la relación entre la energía eléctrica producida y la energía total de la luz solar que incide en el área de la célula solar. Hay muchos tipos de células solares. Las celdas multifuncionales son muy caras, pero pueden ser del orden del 40 por ciento eficientes. las células de silicio son eficientes en un 13 a 18 por ciento, mientras que otros enfoques denominados celdas de "película delgada" tienen un rendimiento de entre un 6 y un 14 por ciento. El material, el diseño y la construcción de la celda tienen mucha más influencia en la eficiencia que el tamaño.

El primer factor que determina la eficiencia de una célula solar es la cantidad de luz que ingresa al material de la célula solar. La superficie de una célula solar necesita tener algún tipo de contacto eléctrico para completar el circuito y desconectar la alimentación. esos electrodos evitan que la luz solar alcance el material absorbente. desafortunadamente, no puede simplemente colocar pequeños electrodos en el borde de una célula solar porque, a continuación, pierde mucha electricidad a la resistencia en el material de la célula solar. eso significa que si tiene una célula solar grande, por ejemplo, aproximadamente 5 pulgadas cuadradas, necesitará tener varios electrodos a través de la superficie, bloqueando la luz. Si su celda solar es de media pulgada por una pulgada, entonces puede arreglárselas con un porcentaje menor de la superficie cubierta por electrodos.

cuando la luz solar penetra en el material de la célula solar, viajará a lo largo hasta que interactúe con un electrón en el material. Si el electrón absorbe la energía de la luz solar, se le dará un impulso. puede perder esa energía al chocar con otros electrones. En su mayoría, eso no depende del tamaño de la célula solar. Solo depende de su composición y diseño. sin embargo, si los electrones necesitan ir más lejos en el material semiconductor, es más probable que pierdan energía. al hacer pequeña la distancia a los electrodos, es menos probable que el electrón pierda energía. Debido a que las células más grandes están diseñadas con más electrodos, la distancia termina siendo aproximadamente la misma, por lo que esto no cambia demasiado con el tamaño de la célula solar.

la resistencia es una medida de cuán difícil es para un electrón viajar a través de un circuito. con todo lo demás igual, la distancia más corta crea una resistencia más baja, lo que significa que las células más pequeñas desperdiciarán menos energía y serán un poco más eficientes. A pesar de que todos esos efectos favorecen a las células más pequeñas sobre las más grandes, son muy pequeñas influencias en la eficiencia. Ya que las células solares solo son realmente útiles cuando se combinan, generalmente tiene sentido usar células más grandes para que no tenga que hacer tanto trabajo de ensamblaje. por lo general, las células solares de silicio miden aproximadamente 5 o 6 pulgadas cuadradas para coincidir con el tamaño del silicio en bruto con el que están construidas. Luego se ponen juntas en paneles a unos pocos pies de lado.