Solarenergie - Zelleffizienz
Der Wirkungsgrad bezieht sich auf das Verhältnis von Leistungsaufnahme zu Leistungsabgabe. Bei einer Photovoltaik ist der Wirkungsgrad das Verhältnis der Stromleistung zur auf die Zelle einfallenden Sonnenenergie.
Nun, Ausgangsleistung, p m = Spannung (v) * Strom (I) in der Schaltung (Maximalwert).
Und Eingangsleistung P i = Einfallsenergie G (Wm -2 ) * Oberfläche der Zelle A (m 2 ).
Somit wird die Effizienz berechnet als -
$$ \ eta \: = \: \ frac {P_ {m}} {G \: \ times \: A_ {c}} $$
Wobei P m die maximale Leistung der Schaltung sein muss. Sie wird erhalten, indem die Spannung über dem offenen Stromkreis (V oc ) und der Strom über dem Kurzschluss (I sc ) und der Füllfaktor (FF) verwendet werden.
$$ P_ {max} \: = \: V_ {OC} I_ {SC} FF $$
Diese Messungen müssen unter Standardbedingungen gemessen werden, dh 25 ° C, Luftmasse von 1,5 g -3 und einfallende Energie G von 1000Wm -2 .
Zu den Faktoren, die die Leistung einer Photovoltaikzelle beeinflussen, gehören:
- Die Wellenlänge des einfallenden Lichts
- Rekombination von Elektronen und Löchern
- Elektrischer Wiederstand
- Temperature
- Füllfaktor
- Reflexionsfaktor des Materials
Um die Leistung zu maximieren, sollte die Zelle daher so konstruiert sein, dass eine größere Füllung, dh eine größere Oberfläche, verwendet wird. Die Positionierung einer Solarzelle bestimmt auch ihre Leistung aus zwei Gründen. Erstens bestimmt der Winkel den Reflexionsgrad auf der Zelle, und zweitens bestimmt die Positionierung die Menge an Sonnenschein, die von 9 bis 15 Uhr erfasst wird. Für maximale Effizienz ist es wichtig, Schatten auf den Zellen zu vermeiden.