Güneş Hücresi Verimliliği
From Wikipedia, the free encyclopedia
Güneş hücresi verimliliği, enerjinin güneş ışığı şeklindeki kısmınıngüneş hücresi tarafından fotovoltaik cihazlar yoluyla elektriğe dönüştürülebilen kısmını ifade eder.
Bir fotovoltaik sistemde kullanılan güneş hücrelerinin verimliliği, enlem ve iklim ile birlikte, sistemin yıllık enerji çıktısını belirler. Örneğin, % 20 verimliliğe ve 1 m2 alana sahip bir güneş paneli,1000 W/m2 Standart Test Koşulu altında günde 2,74 saat güneş ışınımına maruz kalırsa, Standart Test Koşullarında 200 kWh / yıl enerji üretecektir. Genellikle güneş panelleri belirli bir günde bundan daha uzun süre güneş ışığına maruz kalır, ancak güneş ışınımı günün büyük bir kısmında 1000W/m2'den azdır. Bir güneş paneli, güneş gökyüzünde yüksekte olduğunda ışık daha dik açıyla ulaştığı için daha fazla enerji üretebilirken, bulutlu havalarda veya güneş gökyüzünde ufuk çizgilerine yakınken daha az enerji üretir. Güneş kış aylarında gökyüzünde konum olarak daha alçaktadır. Yılda 2000 kWh/m2 [1] güneş ışığı alan Colorado merkezi gibi yüksek verimli bir güneş sahasında böyle bir panelin yılda 400 kWh enerji üretmesi beklenebilir. Ancak, yalnızca 1400kWh/m2/yıl[1] enerji alan Michigan'da [1], aynı panel için yıllık enerji verimi 280 kWh'ye düşecektir. Aynı şekilde daha kuzeydeki Avrupa enlemlerinde, verim önemli ölçüde daha düşüktür: Örneğin Güney İngiltere'de aynı koşullar altında 175kWh yıllık enerji verimi sağlanabilir.[2]
Yansıtma oranı, termodinamik verimlilik, yük taşıyıcı ayırma verimliliği, yük taşıyıcı toplama verimliliği ve iletim verimliliği değerleri dahil olmak üzere bir hücrenin dönüşüm verimliliği değerini etkileyen birkaç faktör vardır.[3][4] Bu parametrelerin doğrudan ölçülmesi zor olabileceğinden, bunun yerine kuantum verimliliği, açık devre voltajı (VOC ) oranı ve doldurma faktörü § Fill factor (aşağıda açıklanmıştır) hususları kullanılır. Yansıtma kayıpları, "harici kuantum verimliliğini" etkiledikleri için kuantum verimlilik değeri ile açıklanır. Rekombinasyon (yarı iletkende serbest elektronların deşiklerle birleşmesi) kayıpları, kuantum verimliliği, VOC oranı ve doldurma faktörü- § Fill factor- değerleri ile açıklanır.
Dirençli kayıplar ağırlıklı olarak doldurma faktörü- § Fill factor- değeriyle hesaplanır, ancak aynı zamanda kuantum verimliliği ve VOC oranı değerlerine de katkıda bulunur. 2019'da, Golden, Colorado, ABD Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'nda geliştirilen çok bağlantılı yoğunlaştırıcı güneş hücreleri kullanılarak % 47,1 ile güneş hücresi verimliliği sağlanarak o döneme ait dünya rekoru elde edildi.[5] Bu, polikristal fotovoltaik veya ince film güneş hücresi için standart % 37,0 değerinin üzerindedir.[6]