Učinkovit kapacitet fotoelektrične pretvorbe i stabilnost Monokristalni solarni paneli naširoko se koriste u raznim sustavima za proizvodnju solarne energije. Fotonaponski učinak temeljni je princip monokristalnih silicijskih ploča za pretvaranje sunčeve svjetlosti u električnu energiju. Međutim, na učinkovitost fotonaponskog efekta utječu mnogi čimbenici. U nastavku će se raspravljati o glavnim čimbenicima koji utječu na fotonaponski učinak solarnih panela od monokristalnog silicija.
1. Intenzitet svjetlosti je najizravniji faktor koji utječe na učinkovitost fotonaponskog efekta. Što je veći intenzitet sunčeve svjetlosti, to je više fotona, koji mogu pobuditi više elektrona i generirati više struje. Na intenzitet svjetla obično utječu vrijeme, vrijeme, godišnje doba i geografski položaj. Promjene u intenzitetu sunčeve svjetlosti izravno utječu na učinkovitost fotonaponske pretvorbe panela. Na primjer, za vedrog dana, intenzitet svjetlosti je jak i ploče mogu proizvesti više električne energije; na oblačan ili oblačan dan, intenzitet svjetlosti je oslabljen i kapacitet proizvodnje električne energije će se smanjiti u skladu s tim.
2. Utjecaj temperature na fotonaponski učinak je složeniji. Iako je izvedba solarnih panela od monokristalnog silicija relativno stabilna na visokim temperaturama, pretjerano visoke temperature dovest će do smanjene učinkovitosti fotonaponske pretvorbe. Visoka temperatura će povećati toplinsko gibanje elektrona u silicijskim materijalima, povećati rekombinacijski gubitak elektrona i time smanjiti strujni izlaz ploče. Općenito govoreći, učinkovitost solarnih panela od monokristalnog silicija najbolja je na oko 25°C, a učinkovitost fotoelektrične pretvorbe može pasti za 0,4% do 0,5% za svaki porast temperature od 1°C.
3. Spektralni odziv odnosi se na osjetljivost solarnih panela na svjetlost različitih valnih duljina. Solarni paneli od monokristalnog silicija imaju dobar spektralni odziv na područje vidljive svjetlosti (oko 400-700 nanometara), ali je njihov odgovor na infracrveno i ultraljubičasto svjetlo relativno slab. Fotoni različitih spektara imaju različite ekscitacijske učinke na elektrone, pa spektralni odziv utječe na ukupnu učinkovitost fotonaponskog efekta. Na primjer, u specifičnom području valne duljine spektra, ploča može pokazivati veću učinkovitost fotoelektrične pretvorbe, dok u drugim područjima može biti niža.
4. Na učinkovitost fotoelektrične pretvorbe solarnih ploča od monokristalnog silicija također utječe kvaliteta materijala. Monokristalni silicijski materijali visoke čistoće imaju nižu gustoću defekata i veću pokretljivost nositelja, što pomaže smanjiti rekombinacijski gubitak elektrona i poboljšati učinkovitost fotonaponskog učinka. Relativno govoreći, silikonski materijali s neravnomjernim dopiranjem ili prekomjernim nečistoćama mogu utjecati na učinak fotonaponskog učinka i uzrokovati smanjenje učinkovitosti panela. Stoga je osiguranje visoke kvalitete silicijevih materijala ključno za poboljšanje fotonaponskog učinka.
5. Proces površinske obrade panela također će utjecati na učinkovitost fotonaponskog učinka. Površina panela od monokristalnog silicija obično se obrađuje reflektirajućim filmom kako bi se smanjio gubitak svjetla refleksijom i poboljšao kapacitet apsorpcije svjetla. Osim toga, čistoća površine ploče također je važan faktor. Prašina, prljavština ili drugi kontaminanti mogu ometati izlaganje svjetlosti, čime utječu na učinkovitost fotoelektrične pretvorbe. Stoga redovito čišćenje i održavanje površine panela može učinkovito poboljšati njegovu učinkovitost proizvodnje električne energije.
6. Kut postavljanja i smjer solarne ploče imaju utjecaj na fotonaponski učinak koji se ne može zanemariti. Optimalni kut nagiba panela ovisi o geografskoj širini mjesta postavljanja i putanji sunca. Podešavanjem kuta nagiba i orijentacije panela, sunčeva svjetlost se može maksimizirati, intenzitet svjetlosti i učinkovitost fotonaponskog efekta mogu se poboljšati. U različitim godišnjim dobima i vremenskim razdobljima, podešavanjem kuta panela može se optimizirati prijem svjetla i dodatno povećati proizvodnja energije.
