La plupart des panneaux solaires photovoltaïques efficaces

Contexte

• L'effet photovoltaïque a été découvert par le physicien français Alexandre Edmond Becquerel en 1839, mais il a été le programme spatial américain dans les années 1950 qui ont conduit à la mise au point de cellules solaires qui produisent puissance utile. Ces cellules solaires début ont été utilisées pour les satellites et a eu un rendement de 2 pour cent. Par les cellules des années 1960, avec 10 pour cent d'efficacité étaient disponibles dans le commerce. La recherche se poursuit avec des cellules multi-jonctions comportant plusieurs couches de nanotubes et des cellules ayant des surfaces accrues. De telles cellules ont atteint 40 pour cent d'efficacité dans les laboratoires.

Types de silicium dans les cellules

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  Les cellules solaires sont fabriqués à partir de silicium, et le matériau de silicium est soit monocristallin, polycristallin ou amorphe. Les cellules monocristallines sont les plus efficaces et chaque cellule est une tranche de un monocristal de silicium. Les solides de silicium monocristallin sont difficiles à produire et les cellules sont les plus chers de cellules standard. Cellules polycristallines se situent dans la moyenne en termes de coût et d'efficacité tandis que les cellules amorphes sont les moins coûteux mais le plus commun. Ils sont fabriqués à partir de silicium qui a peu de cristallisation et, bien que généralement moins efficace, ils exécutent bien sous une lumière faible tels que la couverture nuageuse.

Pénétration de la lumière

• En plus de la performance de la couche de silicium des cellules solaires, leur efficacité est influencée par la quantité de lumière qui atteint la couche de silicium. Silicon lui-même est naturellement brillant et, lorsqu'il est recouvert de verre, reflète encore plus de lumière. Revêtements anti-reflet aider mais différentes fréquences de lumière ne sont pas encore pleinement utilisés par les cellules standard. Cellules multi-jonctions peuvent atteindre des rendements beaucoup plus élevés en utilisant couches de silicium accordés à différentes fréquences de lumière. Bien que l'efficacité est très élevé, près de 40 pour cent, le coût élevé de ces cellules les rend impropres à un usage commercial.

Température

• Les cellules solaires fonctionnent à leur maximum d'efficacité lorsque la température ambiante est basse. Cellules à haut rendement sont particulièrement sensibles à la température et peuvent perdre 0,5 pour cent de leur notation pour chaque degré Fahrenheit plus de 80 degrés. Pour les panneaux montés dans des emplacements privilégiés, haute soleil tels que les déserts du sud des États-Unis, des températures de 120 degrés Fahrenheit sont communs. Il est important pour l'efficacité de monter les cellules de sorte que le refroidissement par convection naturelle peut avoir lieu lorsque la température augmente.

Tension

• Les cellules solaires livrent leur puissance maximale à leur tension nominale. L'arrangement le plus efficace pour les circuits de panneaux solaires est d'un régulateur de tension qui maintient constante la tension au niveau nominal. Un tel arrangement extrait le plus de pouvoir à partir des cellules solaires, indépendamment de leurs caractéristiques cristallines ou de la température.