Efikasnost solarnog panela je količina sunčeve svetlosti (zračenje) koja pada na površinu solarnog panela i pretvara se u električnu energiju. Zbog velikog napretka u fotonaponskoj tehnologiji poslednjih godina, prosečna efikasnost konverzije panela je porasla sa 15% na preko 23%. Ovaj značajan skok efikasnosti rezultirao je povećanjem snage panela standardne veličine sa 250W na preko 440W.
Kao što je objašnjeno u nastavku, efikasnost solarnog panela određuju dva glavna faktora: efikasnost fotonaponskih (PV) ćelija, zasnovana na dizajnu solarne ćelije i tipu baze silikona, i ukupna efikasnost panela, zasnovana na rasporedu ćelije, konfiguraciji i veličini panela. Povećanje veličine panela može poboljšati efikasnost zbog stvaranja veće površine za hvatanje sunčeve svetlosti, sa najmoćnijim solarnim panelima koji sada postižu snagu od preko 700 W.
Efikasnost fotonaponskih (PV) ćelija
Efikasnost ćelije je određena strukturom ćelije i tipom korišćenog supstrata, koji je generalno ili P-tip ili N-tip silicijum, pri čemu su ćelije N-tipa najefikasnije. Efikasnost ćelije se izračunava na osnovu onoga što je poznato kao faktor punjenja (FF), što predstavlja maksimalnu efikasnost konverzije PV ćelije pri optimalnom radnom naponu i struji. Napomena: efikasnost ćelija ne treba mešati sa efikasnošću panela. Efikasnost panela je uvek niža zbog unutrašnjih praznina u ćelijama i strukture okvira koji su uključeni u izračunatu površinu. Više detalja pogledajte u nastavku.
Dizajn ćelije igra značajnu ulogu u efikasnosti panela. Ključne karakteristike uključuju tip osnovne silikonske podloge, konfiguraciju sabirnica i tip pasivacije. Paneli napravljeni korišćenjem ćelija sa povratnim kontaktom (IBC) su trenutno najefikasniji (do 24,1%) zbog visoke čistoće N-tipa silikonskog supstrata i bez gubitaka od senčenja sabirnica. Međutim, paneli razvijeni korišćenjem najnovijeg N-Tipe TOPcon i naprednih ćelija heterojunkcije (HJT) postigli su efikasnost iznad 23%. Tandem Perovskite ćelije nove generacije su još uvek u razvoju i očekuje se da će postati komercijalno održive u naredne dve godine, sa nivoom efikasnosti ćelija od preko 27%, što dovodi do toga da paneli dostižu efikasnost od 25%.
Za dublji tehnički uvid, Progress in Photovoltaics dva puta godišnje objavljuje liste najnovijih tehnologija fotonaponskih ćelija.
Efikasnost panela
Efikasnost solarnog panela se meri u standardnim uslovima ispitivanja (STC) na osnovu temperature ćelije od 25°C, sunčevog zračenja od 1000V/m2 i vazdušne mase od 1,5. Efikasnost solarnog panela (%) se izračunava tako što se nazivna snaga modula (W), ili Pmak, podeli sa ukupnom površinom panela u kvadratnim metrima na nivou zračenja od 1000V/m2 (STC). Ovo je u suštini izlazna snaga podeljena sa ulaznom snagom, izražena u procentima.
Mnogi faktori, uključujući temperaturu, nivo zračenja, tip ćelije i međusobnu povezanost ćelija, mogu uticati na ukupnu efikasnost panela. Iznenađujuće, čak i boja zaštitnog poklopca može uticati na efikasnost. Crna zadnja ploča može izgledati estetski prijatnije, ali apsorbuje više toplote što rezultira višom temperaturom ćelije, što povećava otpornost; ovo, zauzvrat, malo smanjuje ukupnu efikasnost konverzije.
Paneli napravljeni korišćenjem ‘interdigitated back contact’ ili IBC ćelija su najefikasniji, praćeni heterospojnim (HJT) ćelijama, TOPcon ćelijama, polu-sečenim i multi-sabirnim monokristalnim PERC ćelijama, ćelijama sa šindrom i konačno 60-ćelijski (4-5 sabirnica) mono ćelije. Poli ili multikristalni paneli sa 60 ćelija su generalno najmanje efikasni i podjednako najjeftiniji paneli.
Najveća efikasnost od vodećih proizvođača solarne energije
Poslednje dve godine došlo je do porasta broja proizvođača koji su pustili efikasnije solarne panele zasnovane na N-tip HJT, TOPcon i Back-contact (IBC) ćelijama visokih performansi. Za one koji nisu upoznati sa tehničkom terminologijom, ovo su sve monokristalne (N-tip) varijacije solarnih ćelija, koje su postale dominantne u solarnoj industriji u poslednje dve godine. Tradicionalne polikristalne ćelije se više ne proizvode.
SunPower Maxeon paneli su se vratili na prvo mesto sa novom serijom Maxeon 7, trenutno u ograničenom izdanju. SunPower je vodio industriju više od decenije sve dok manje poznati proizvođač Aiko Solar nije lansirao panele serije Black Hole sa impresivnom efikasnošću konverzije modula od 23,8% koristeći jedinstvenu novu ćelijsku tehnologiju ABC (All Back Contact) 2023. Recom Tech je takođe najavio sledeću generaciju Black Tiger serije sa 23,6% efikasnosti koristeći novu TOPcon Back-contact ćelijsku arhitekturu. LONGi Solar je ranije bio drugi proizvođač, iza SunPower-a, koji je dostigao nivo efikasnosti modula od 23% sa novom serijom Hi-Mo 6 Scientists, zasnovanom na hibridnom dizajnu IBC ćelija, koji LONGi naziva HPBC. Canadian Solar i, nedavno, REC i Huasun Solar otkrili su panele nove generacije napravljene korišćenjem HJT ćelija, koje su u rangu sa nivoom efikasnosti renomirane Maxeon serije.
Ostali vodeći proizvođači su Jinko Solar, Trina Solar, Huasun, Phono i JA Solar, koji imaju TOPCon i HJT ćelije sledeće generacije. Paneli visokih performansi iz SPIC-a i Belinusa koji koriste IBC ćelije su takođe zatvorili jaz, plus novi paneli sa N-tipom TOPCon ćelijama iz TV Solar, Astronergy, DAS Solar, Risen, Kcells i većine poznatih proizvođača su pomogli da se poveća efikasnost panela iznad 22% .