In der Physik bezieht sich die Shockley -Queisser -Grenze (veröffentlicht 1961) auf die maximale theoretische Effizienz einer Solarzelle. Tatsächlich sagt die Wikipedia -Seite alles sowie diesen Solar Central -Artikel . Es gibt einige Standardannahmen (wie stark ist Sonnenstrahlung usw.).
Bei idealen Solarzellen beträgt die maximale theoretische Effizienz ca. 34%, wenn diese Annahmen gelten. Das liegt daran, dass nur einige Photonen die rechte Wellenlänge haben, um ein Elektron zu befreien . Kürzere Photonen leiten die überschüssige Energie ab und erhitzen das Material und längere Photonen gehen nur durch die "Falle". Dies bedeutet, dass aus Sonnenenergie von 1000 W/m2 nur weniger als 340 W/m2 in Strom umwandelt. Der Rest von 67% verwandelt sich in Wärme oder die Photonen gehen ohne Umwandlung durch.
In realen Zellen gibt es auch einige Verluste, da etwas Licht aus der Zelle reflektiert wird und einige Energie aufgrund von Resistenz gegen Kontakte oder aufgrund von Verunreinigungen verloren geht. In echten Solarmodulen ist die beste Effizienz etwas über 20 % - nicht einmal in der Nähe der theoretischen 34 %.
Nun, aber es gibt einige Solarzellen mit viel höherer Effizienz. Wie kann es also sein? Sie verwenden einige Problemumgehungen! Zum Beispiel können Sie eine andere Zelle hinter dem ersten stapeln und einen Teil der Photonen fangen, die die erste Schicht durchlaufen. Dies nennt man Tandem-Zell . Jede Schicht kann aus verschiedenen Halbleitermaterial hergestellt werden, die auf die beste Wellenlänge abgestimmt sind. Dies kann die Effizienz praktischer Solarzellen weit über 40%verbessern.
Eine weitere interessante Technik ist die Konzentration der Sonnenstrahlung . Mehr Licht macht mehr Energie. Und es gibt mehr Tricks im Hut. Sie können vermuten, dass diese speziellen Techniken hohe Kosten haben und in naher Zukunft nicht mehr Strom aus demselben Quadratmeter an Solarpanel erhalten.
