I fysiken hänvisar Shockley - Queisser -gränsen (publicerad 1961) till den maximala teoretiska effektiviteten hos en solcell. Egentligen säger Wikipedia -sidan allt, liksom denna Solar Central -artikel . Det finns några standardantaganden (hur stark är solstrålning etc.).
För idealiska solceller är den maximala teoretiska effektiviteten cirka 34% när dessa antaganden gäller. Det beror på att bara vissa fotoner har rätt våglängd för att frigöra en elektron . Kortare fotoner sprider överskottsenergin och värmer materialet och längre fotoner passerar bara genom "fällan". Det betyder att från solenergi på 1000 W/m2 endast mindre än 340 W/m2 omvandlas till el. Resten 67% förvandlas till värme, eller fotonerna passerar utan omvandling.
I verkliga celler finns det också vissa förluster, eftersom vissa ljus återspeglas från cellen och viss energi går förlorad på grund av motstånd på kontakter eller på grund av föroreningar. I riktiga solpaneler är den bästa effektiviteten lite över 20 % - inte ens nära de teoretiska 34 %.
Tja, men det finns några solceller med mycket högre effektivitet, så hur kan det vara? De använder några lösningar! Till exempel kan du stapla en annan cell bakom den första och fånga en del av fotonerna som passerar genom det första lagret. Detta kallas tandem-cell . Varje lager kan tillverkas av olika halvledarmaterial, inställda för bästa våglängd. Detta kan förbättra effektiviteten hos praktiska solceller långt över 40%.
En annan intressant teknik är koncentrationen av solstrålningen . Mer ljus gör mer energi. Och det finns fler tricks i hatten. Du kan gissa att dessa speciella tekniker har höga kostnader och för en snar framtid kommer det inte att ge oss mer kraft från samma kvadratmeter solpanel.
