L'effetto fotovoltaico fu scoperto dal fisico francese Alexandre Edmond Becquerel nel 1839 , ma è stato il programma spaziale americano nel 1950 che ha portato allo sviluppo di celle solari che producono energia utile . Queste celle solari primi sono stati utilizzati per satelliti e aveva un'efficienza del 2 per cento . Dal 1960 celle con efficienza del 10 per cento erano disponibili in commercio . La ricerca prosegue con celle multi- giunzione con diversi strati di nanotubi e cellule aventi superficie maggiorata . Tali cellule hanno raggiunto il 40 per cento di efficienza in laboratorio .
Tipi di silicio nelle celle
celle solari sono costituiti da silicio , e il materiale di silicio è o monocristallino , policristallino o amorfo . Celle monocristalline sono i più efficienti e ogni cella è una fetta di un singolo cristallo di silicio . I solidi di silicio monocristallino sono difficili da produrre e le cellule sono più costose delle celle standard . Celle policristalline si trovano nel mezzo in termini di costi e di efficienza , mentre le cellule amorfe sono i meno costosi, ma il più comune . Essi sono costituiti da silicio, che ha poco di cristallizzazione e , mentre generalmente meno efficienti , che funzionano bene in condizioni di scarsa luce come la copertura nuvolosa .
Luce Penetrazione
a parte le prestazioni dello strato di silicio delle celle solari , la loro efficienza è influenzata dalla quantità di luce che raggiunge lo strato di silicio . Silicio stesso è naturalmente lucida e , quando coperto con vetro , riflette una luce superiore. Rivestimenti antiriflesso aiutano ma diverse frequenze di luce non sono ancora utilizzati pienamente dalle cellule normali . Celle multigiunzione possono raggiungere efficienze molto superiori utilizzando strati di silicio sintonizzati per diverse frequenze di luce . Mentre l'efficienza è molto alta, si avvicina al 40 per cento , l'elevato costo di queste celle li rende inadatti per uso commerciale .
Temperatura
celle solari operare alla massima efficienza quando la temperatura ambiente è freddo . Celle ad alta efficienza sono particolarmente sensibili alla temperatura e possono perdere lo 0,5 per cento del loro voto per ogni grado Fahrenheit oltre 80 gradi . Per i pannelli montati in posizioni privilegiate, alta luce del sole come i deserti del sud degli Stati Uniti , temperature di 120 gradi Fahrenheit sono comuni . E ' importante per l'efficienza montare le cellule in modo che il raffreddamento a convezione naturale può avvenire quando la temperatura aumenta .
Tensione
celle solari garantiscono la loro massima potenza a loro nominale tensione . La disposizione più efficiente per circuiti pannelli solari è un regolatore di tensione costante che mantiene la tensione al livello nominale . Tale disposizione estrae la maggior parte del potere dalle celle solari , indipendentemente dalla loro caratteristiche cristalline o temperatura .
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