Hvordan temperatur påvirker solcellepaneler?

Et solcellepanel består av et stort antall solceller. Hver av disse solceller omdanner solenergi lys til elektrisk energi. Solceller består av silisium, som er et halvledermateriale. De halvledere har elektriske egenskaper som er et sted mellom isolatorer og dirigenter. Det vil si at de gjør lede elektrisk strøm, men ikke så mye som ledere som kobber. Alle halvledermaterialer inkludert solceller har noen temperaturavhengighet.

Band-Gap Størrelse

En solcelle består av to typer halvledere, et p-type som har overskytende positive ladninger og en n-type som har overskytende negative ladninger. Gapet mellom de to materialtyper kalles bånd-gap. Bredden på denne åpningen er en viktig parameter siden dette er den plass hvor lyset til elektrisk energi konverteringsprosessen finner sted. Båndgapet har en invers temperatur avhengighet - dens bredde avtar i størrelse med temperaturen. Dette betyr at effektiviteten av solceller avtar med økende temperatur.

mekanisk skade

Alle halvledere, inkludert solceller, har regelmessige gitterlignende strukturer med atomer som ligger i faste stillinger. Disse atomene er i konstant bevegelse frem og tilbake på grunn av sin kinetiske energi. Ettersom temperaturen er direkte relatert til kinetisk energi, blir deres bevegelser mer og mer hurtig som deres temperatur øker. Hvis temperaturen blir for høy, kan disse atomene bevege seg så voldsomt at de bryter vekk fra obligasjoner og bevege seg bort fra sine steder. Dette mekanisk skade kan alvorlig påvirke ytelsen til solcelle.

Nedgang i spenning

Når temperaturen av en solcelle øker, minsker dens spenning. Denne oppførselen er typisk for alle halvlederbaserte enheter. Jo lavere spenning, jo lavere vil kraften som produseres av solcellen. Derfor er effektiviteten av et solcellepanel avtar med temperaturen.

Økning i lekkasjestrøm

Strømmen i en solcelle er på grunn av elektroner som blir produsert når lyset passerer gjennom den. Disse elektroner er ment å bevege seg i en retning, fra den negative terminalen på solcellen til dets plusspol. Men det er alltid noen elektroner som beveger seg i motsatt retning. De utgjør den såkalte lekkasjestrøm. Lekkasjestrøm er ikke bra for solcelle ytelse siden det reduserer kraften. Etter hvert som temperaturen på solcellen øker, øker denne lekkasjestrømmen også, og dermed redusere den kraft som produseres.