В физике ограничение Shockley -quiesser (опубликованное в 1961 году) относится к максимальной теоретической эффективности солнечного элемента. На самом деле, на странице Википедии говорится, что все это, а также эта солнечная центральная статья . Есть некоторые стандартные предположения (насколько сильна солнечная радиация и т. Д.).
Для идеальных солнечных элементов максимальная теоретическая эффективность составляет около 34%, когда применяются эти предположения. Это потому, что только некоторые фотоны имеют правую длину волны, чтобы освободить электрон . Более короткие фотоны рассеивают избыточную энергию и нагревают материал, а длинные фотоны просто проходят через «ловушку». Это означает, что из солнечной энергии 1000 Вт/м2 лишь менее 340 Вт/м2 превращается в электричество. Остальные 67% превращаются в тепло, или фотоны проходят без преобразования.
В реальных клетках также есть некоторые потери, потому что некоторый свет отражается от клетки, а некоторая энергия теряется из -за сопротивления контактов или из -за примесей. В реальных солнечных панелях лучшая эффективность чуть выше 20 % - даже не близко к теоретическим 34 %.
Ну, но есть некоторые солнечные элементы с гораздо более высокой эффективностью, так как это может быть? Они используют обходные пути! Например, вы можете сложить другую ячейку за первую и поймать часть фотонов, которые проходят через первый слой. Это называется тандем-ячейкой . Каждый слой может быть изготовлен из разных полупроводниковых материалов, настроенных на лучшую длину волны. Это может повысить эффективность практических солнечных элементов значительно выше 40%.
Еще одна интересная техника - концентрация солнечного излучения . Больше света делает больше энергии. И в шляпе больше трюков. Вы можете догадаться, что эти специальные методы имеют высокую стоимость, и в ближайшем будущем это не даст нам больше мощности из того же квадратного метра солнечной панели.
