Saules šūna ir pamata vienība saules enerģijas ģenerēšanas sistēmā, kur elektriskā enerģija tiek izgūta tieši no gaismas enerģijas bez jebkāda starpnieka procesa. Saules šūnas darbība atkarīga tikai no fotovoltaiskā efekta, tāpēc to arī sauc par fotovoltaisko šūnu. Saules šūna ir bāziski pāreju virsmas ierīce. Kad uz šūnu līkst gaisma, tā ražo elektroenerģiju, un sprieguma vai potenciālās atšķirības, kas veidojas šūnas kontaktpunktos, ir fiksēta 0,5 voldam, un tas ir gandrīz neatkarīgs no lietojumā esošās gaismas intensitātes, savukārt strāvas jauda ir gandrīz proporcionāla lietojumā esošās gaismas intensitātei kā arī tās laukuma, kas izpostīts gaišanai. Katrā saules šūnā ir viens pozitīvs un viens negatīvs kontaktspunkts, tāpat kā visos citos akumu tipu elementos. Parasti saules vai fotovoltaiskajā šūnā ir negatīvs priekšējais kontaktspunkts un pozitīvs aizmugurējais kontaktspunkts. Pāreju virsma p-n ir starp šiem diviem kontaktspunktiem.
Kad saule līkst uz šūnu, daļa gaismas fotona tiek absorbuota saules šūnā. Daži no absorbētajiem fotoniem būs ar enerģiju, kas lielāka nekā enerģijas atstarpe starp valentnes un kondukcijas joslu pāreju kristālā. Tādējādi viena valentne elektrons iegūst enerģiju no viena fotona, kļūst uzglabots un izlaižas no saites, radot vienu elektronu-otrūpas pāri. Šie elektroni un otrūpas e-h pāros tiek saukti par gaismas ģenerētiem elektronu un otrūpu pāriem. Gaismas ģenerētie elektroni tuvējos p-n pāreji pārvietojas uz n-tipa puses pārejas dēļa elektrostātiskās spēka pārejas lauka dēļ. Līdzīgi gaismas ģenerētās otrūpas, kas izveidotas tuvējos pāreji, pārvietojas uz p-tipa pusi pārejas dēļ tā paša elektrostātiskās spēka dēļ. Šādā veidā starp šūnas abām pusēm veidojas potenciālā atšķirība, un ja šīs divas puses savienojas ar ārējo tālruni, sāks plūst strāva no pozitīvā pret negatīvo saules šūnas kontaktspunktu. Tas bija saules šūnas pamata darbības princips, tagad apspriedīsim dažādus parametrus, uz kuriem balstās saules paneļa reitings. Izvēloties noteiktu saules šūnu konkrētam projektam, ir būtiski zināt saules paneļa reitingus. Šie parametri mums pastāsta, cik efektīvi saules šūna var pārveidot gaismu elektroenerģijā.
Maksimālā strāva, ko saules šūna var nodrošināt, neskaidrot savu konstrukciju. To mēra, ļaujot šūnas kontaktpunktus īslaist visoptimālākos apstākļos, lai iegūtu maksimālo iznākumu. Es izmantoju terminu "optimāli apstākļi", jo, pie fiksēta izpostīto šūnas virsmas laukuma, strāvas ražošana saules šūnā arī atkarīga no gaismas intensitātes un leņķa, ar kuru gaisma līkst uz šūnu. Kā strāvas ražošana arī atkarīga no šūnas virsmas laukuma, kas izpostīts gaišanai, labāk ir izteikt maksimālo strāvas blītumu, nevis maksimālo strāvu. Maksimālais strāvas blītums vai īslaides strāvas blītuma reitings nav nekas cits kā attiecība starp maksimālo vai īslaides strāvu un izpostīto šūnas virsmas laukumu.
Kur Isc ir īslaides strāva, Jsc maksimālais strāvas blītums un A ir saules šūnas laukums.
To mēra, mērojot spriegumu šūnas kontaktpunktos, kad šūnai nav savienota nekāda slodzes. Šis spriegums atkarīgs no ražošanas tehnoloģijām un temperatūras, bet ne tik ļoti no gaismas intensitātes un izpostītā virsmas laukuma. Parasti saules šūnas atvērtās tālrunis spriegums aptuveni vienāds ar 0,5 līdz 0,6 voldiem. To parasti apzīmē ar Voc.
Maksimālā elektroenerģija, ko viena saules šūna var nodrošināt standarta testa apstākļos. Ja mēs uzzīmējam šūnas U-I charakteristikas, maksimālā jauda notiks charakteristikas līkuma izliekuma punktā. Tas ir parādīts saules šūnas U-I charakteristikā ar Pm.
Strāva, pie kuras notiek maksimālā jauda. Maksimālā jaudas punkta strāva ir parādīta saules šūnas U-I charakteristikā ar Im.
Spriegums, pie kura notiek maksimālā jauda. Maksimālā jaudas punkta spriegums ir parādīts saules šūnas U-I charakteristikā ar Vm.
Attiecība starp strāvas un sprieguma reizinājumu maksimālā jaudas punktā un īslaides strāvas un atvērtās tālrunis sprieguma reizinājumu saules šūnā.
Tā ir definēta kā attiecība starp maksimālo elektroenerģijas iznākumu un radiācijas enerģijas ievadi šūnā, un tā izteikta procentos. Tiek pieņemts, ka Zemes virsma saņem aptuveni 1000 vatēs kvadrātmētrī, tāpēc, ja šūnas izpostītais virsmas laukums ir A, tad kopējā radiācijas enerģija uz šūnu būs 1000 A vatēs. Tāpēc saules šūnas efektivitāte var tikt izteikta kā
Declarācija: Cienīt oriģinālu, labas raksti vērts dalīties, ja ir pārkāpumi, lūdzu, sazinieties, lai dzēstu.
