แผงโซลาร์เซลล์จะได้รับประสิทธิภาพแค่ไหน?

ในฟิสิกส์ขีด จำกัด ของ Shockley - Queisser (ตีพิมพ์ในปี 1961) หมายถึงประสิทธิภาพทางทฤษฎีสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์ ที่จริงแล้ว หน้า Wikipedia บอกว่าทุกอย่างรวมถึง บทความกลางพลังงานแสงอาทิตย์นี้ มีสมมติฐานมาตรฐานบางอย่าง (รังสีแสงอาทิตย์เป็น ฯลฯ ที่แข็งแกร่งเพียงใด)

สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ในอุดมคติประสิทธิภาพทางทฤษฎีสูงสุดคือประมาณ 34% เมื่อมีการใช้สมมติฐานเหล่านั้น นั่นเป็นเพราะ มีเพียงโฟตอนบางตัวเท่านั้นที่มีความยาวคลื่นที่เหมาะสมในการปลดปล่อยอิเล็กตรอน โฟตอนที่สั้นลงกระจายพลังงานส่วนเกินและให้ความร้อนกับวัสดุและโฟตอนที่ยาวขึ้นผ่าน "กับดัก" หมายความว่า จากพลังงานแสงอาทิตย์ 1,000 W/m2 น้อยกว่า 340 W/m2 แปลงเป็นไฟฟ้า ส่วนที่เหลือ 67% กลายเป็นความร้อนหรือโฟตอนผ่านโดยไม่มีการแปลง

ในเซลล์จริงมีการสูญเสียบางอย่างเนื่องจากแสงบางอย่างสะท้อนจากเซลล์และพลังงานบางอย่างหายไปเนื่องจากความต้านทานต่อการสัมผัสหรือเนื่องจากสิ่งสกปรก ในแผงโซลาร์เซลล์จริงมีประสิทธิภาพที่ดีที่สุดมากกว่า 20 % - ไม่ใกล้เคียงกับทฤษฎี 34 %

แต่มีเซลล์แสงอาทิตย์บางเซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่ามากดังนั้นมันจะเป็นอย่างไร? พวกเขาใช้วิธีแก้ปัญหาบางอย่าง! ตัวอย่างเช่นคุณสามารถซ้อนเซลล์อื่นที่อยู่ด้านหลังเซลล์แรกและจับส่วนหนึ่งของโฟตอนที่ผ่านชั้นแรก สิ่งนี้เรียกว่า tandem-cell ทุกเลเยอร์สามารถทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่แตกต่างกันปรับเพื่อความยาวคลื่นที่ดีที่สุด สิ่งนี้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้งานได้ดีกว่า 40%

อีกเทคนิคที่น่าสนใจคือ ความเข้มข้นของรังสีแสงอาทิตย์ แสงมากขึ้นทำให้พลังงานมากขึ้น และมีเทคนิคมากขึ้นในหมวก คุณสามารถเดาได้ว่าเทคนิคพิเศษเหล่านั้นมีค่าใช้จ่ายสูงและในอนาคตอันใกล้นี้จะไม่ให้พลังงานแก่เรามากขึ้นจากแผงโซลาร์เซลล์ตารางเมตรตารางเมตรเดียวกัน