As células solares fotovoltaicas absorvem energia da luz solar e a convertem em energia elétrica. Para que o processo funcione, a luz do sol precisa entrar no material da célula solar e ser absorvida, e a energia precisa sair da célula solar. Cada um desses fatores influencia a eficiência de uma célula solar. Alguns fatores são os mesmos para células solares grandes e pequenas, mas existem alguns que variam com o tamanho. Os fatores que variam tendem a tornar mais fácil para as células solares menores serem mais eficientes do que suas contrapartes maiores.

Eficiência

Existem várias maneiras diferentes de definir a eficiência. O que faz mais sentido do ponto de vista do consumidor é como a relação entre a energia elétrica produzida e a energia total da luz do sol atingindo a área da célula solar. Existem muitos tipos de células solares. As células multifuncionais são muito caras, mas podem chegar a 40% de eficiência. As células de silício são 13 a 18 por cento eficientes, enquanto outras abordagens chamadas "células de filme fino" são de 6 a 14 por cento eficientes. O material, o design e a construção da célula têm muito mais influência na eficiência do que o tamanho.

Obtendo luz em

O primeiro fator que determina a eficiência de uma célula solar é o quantidade de luz que o transforma no material da célula solar. A superfície de uma célula solar precisa ter algum tipo de contato elétrico para completar o circuito e tirar a energia. Esses eletrodos impedem que a luz solar atinja o material absorvente. Infelizmente, você não pode simplesmente colocar pequenos eletrodos na borda de uma célula solar, porque você perde muito da eletricidade para resistir ao material da célula solar. Isso significa que se você tiver uma célula solar grande - digamos, cerca de 5 polegadas quadradas - você precisará ter vários eletrodos em toda a superfície, bloqueando a luz. Se sua célula solar é de meia polegada por uma polegada, então você pode conviver com uma porcentagem menor da superfície coberta por eletrodos.

Light In, Out de elétrons

Quando a luz solar entra no solar material celular, ele viajará até interagir com um elétron no material. Se o elétron absorver a energia da luz solar, será dado um impulso. Ele pode perder essa energia batendo em outros elétrons. Principalmente, isso não depende do tamanho da célula solar. Depende apenas da sua composição e design. No entanto, se os elétrons precisam ir mais longe no material semicondutor, é mais provável que eles possam perder energia. Ao tornar a distância dos eletrodos pequena, é menos provável que o elétron perca energia. Como as células maiores são projetadas com mais eletrodos, a distância acaba sendo a mesma, então isso não muda muito com o tamanho da célula solar.

Tamanho da célula solar

A resistência é uma medida de quão difícil é para um elétron viajar através de um circuito. Com tudo o mais sendo igual, a menor distância cria menor resistência, o que significa que células menores gastarão menos energia e serão um pouco mais eficientes. Mesmo que todos esses efeitos favoreçam células menores sobre as maiores, elas são influências muito pequenas na eficiência. Como as células solares só se tornam realmente úteis quando combinadas, geralmente faz sentido usar células maiores para que você não tenha que fazer tanto trabalho de montagem. Normalmente, as células solares de silício têm cerca de 5 ou 6 polegadas quadradas para corresponder ao tamanho do silício bruto do qual são construídas. Eles são então colocados juntos em painéis de alguns metros de lado.