Cuộc sống ngày càng phát triển, con người càng chú trọng đến việc bảo vệ môi trường là tận dụng nguồn năng lượng từ thiên nhiên nhiều hơn. Việc tận dụng nguồn năng lượng từ mặt trời ngày càng phát triễn trong những năm gần đây. Đó chính là lý do mà những nhà máy sản xuất pin năng lượng mặt trời hay pin lưu trữ năng lượng mặt trời ngày càng nhiều.

1. Bạn hiểu gì về “Pin lượng mặt trời”?

Pin mặt trời hay còn gọi là Solar panel, nó bao gồm nhiều tế bào quang điện. Tế bào quang điện này là các phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt nhiều các cảm biến của ánh sáng là đi ốt quang, nó làm biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.

Năng lượng ánh sáng chiếu lên tấm pin sẽ làm thay đổi các chỉ số Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hay điện trở của tấm pin.

Tấm Pin sẽ chuyển đổi quang năng của ánh sáng mặt trời thành điện năng được lắp đặt điện mặt trời. Pin tạo ra nguồn điện từ ánh sáng của mặt trời. Chúng có hiệu suất cao và có tuổi thọ trung bình có thể lên đến 25 – 30 năm.

Các tế bào quang điện này được ghép lại thành một khối để trở thành pin mặt trời (thông thường sẽ từ 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin).

2. Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo:

  • Như tên gọi của nó là pin năng lượng mặt trời thì những tấm pin này sẽ được lắp ở những nơi hứng được nhiều nguồn ánh sáng mặt trời nhất. Những tấm pin này sẽ chuyển đổi quang năng từ ánh sáng mặt trời hấp thụ được thành điện năng.
  • Một thành phần quan trọng của pin năng lượng mặt trời đó là chất bán dẫn, nó là silicon. “Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện, hoạt động như chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng”.

Nguyên lý hoạt động:

  • Ánh sáng mặt trời có nhiều các hạt rất nhỏ là photon. Nó va chạm với các nguyên tử Silicon của tấm pin.
  • Tiếp đến những hạt photon sẽ truyền năng lượng của chúng tới các electron rời rạc, kích thích electron bật ra khỏi nguyên tử, đồng thời ở nguyên tử xuất hiện chỗ trống vì thiếu electron.
  • Tiếp đến các electron rải rác này được dồn vào một dòng điện và để các electron chảy theo cùng một hướng.
  • Bằng cách ép một lượng nhỏ các nguyên tố khác vào cấu trúc này, nó sẽ tạo ra 2 loại Silicon là: loại n (bán dẫn âm – Negative) và loại p(bán dẫn dương – Positive). 
  • Chất bán dẫn loại n có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm V, các nguyên tử này dùng 4 electron tạo liên kết và một electron lớp ngoài liên kết lỏng lẻo với nhân, đấy chính là các electron dẫn chính.
  • Silicon loại n tích điện dương và silicon loại p được tích điện âm, tạo nên một điện trường trên tấm pin
  • Electron đang liên kết với nguyên tử bị bật ra khỏi nguyên tử silicon, photon trong ánh sáng mặt trời đưa các electron này vào một trật tự nhất định, từ đó cung cấp dòng điện cho máy tính, vệ tinh và tất cả các thiết bị ở giữa.

3, Phân loại nguyên liệu cấu thành pin năng lượng mặt trời

  • Module là đơn vị tinh thể sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Chúng thường có giá thành khá cao do được cắt từ các thỏi hình ống, các tấm đơn thể này có các mặt trống ở góc nối các module.
  • Đa tinh thể: làm từ các thỏi đúc, đúc từ silic nung chảy cẩn thận sau đó được làm nguội và làm rắn. Các loại pin này có giá rẻ hơn các đơn tinh thể. Tuy chúng có hiệu suất kém nhưng chúng có thể tạo thành các tấm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn đơn tinh thể bù lại cho hiệu suất thấp của nó.
  • Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể: Loại này có hiệu suất thấp nhất và có giá rẻ nhất trong các loại. Bỡi vì không cần phải cắt từ thỏi silicon.