ขอบเขตประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์แบบ Shockley-Queisser

ศาสตร์และศิลป์

ขอบเขตประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์แบบ Shockley-Queisser

Shockley และ Queisser เสนอแบบจำลองเพื่อคำนวณขอบเขตประสิทธิภาพโซล่าเซลล์ในปี 1961

พวกเขากำหนดกรอบเกณฑ์ เพื่อให้สามารถสร้างโซล่าเซลล์แบบง่ายโดยมีประสิทธิภาพพอสมควร โดยอาศัยปรากฏการณ์ Photoelectric ที่ไอสไตน์ค้นพบมาผลิตไฟฟ้าใช้

เงื่อนไขที่ Shockley และ Queisser จะผลิตมีดังนี้

1. ให้ทุกๆ photon ที่กระทบโซล่าเซลล์ของเขามีอิเล็กตรอนหลุดแค่ 1 ตัว

2.  ให้ทุก photom ที่พลังงานน้อยกว่า bandgap ไม่สร้างไฟฟ้า และ photon ที่พลังงานมากกว่าหรือเท่ากับ bandgap สร้างอิเล็กตรอนแค่หนึ่งตัว พลังงานส่วนเกินเปลี่ยนเป็นความร้อน

3. แหล่งกำเนิด photon คือดวงอาทิตย์เป็น blackbody ที่ 6000k แบบไม่รวมแสง และโซล่าเซลล์เป็น blackbody ที่ 300k

ดังนั้น เมื่อคำนวณตามเงื่อนไขที่ bandgap 1.34 eV จะได้ Max. Eff. ~ 33.4%

ที่มา: Shockley and Queisser, “Detailed Balance Limit of Efficiency of p-n Junction Solar Cells”, Journal of Applied Physics, Volume 32 (March 1961), pp. 510-519

Wikipedia Shockley-Queisser Limit