Nguyên Lý Hoạt Động Của Pin Mặt Trời

Mặt trời là một nguồn năng lượng khổ lồ, có thể phát sáng được trong hàng tỉ năm. Do đó việc tận dụng ánh sáng của nó là điều không thể nào bỏ qua được.

Ánh sáng mặt trời sẽ được tấm pin năng lượng mặt trời hấp thụ sau đó chuyển hóa thành điện năng. Điện này có thể được lưu trữ hoặc sử dụng trực tiếp cho đèn. Vậy nguyên lý hoạt động của pin mặt trời ra sao các bạn hãy cùng nguonnangluong.com.vn tìm hiểu.

Tấm Pin Mặt Trời

Lịch sử hình thành của Pin mặt trời

Pin mặt trời hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện được phát hiện đầu tiên vào năm 1839 bởi nhà khoa học người pháp là Alexandre Edmond Becquerel. Tuy nhiên cho đến 1883 Pin mặt trời mới được chế tạo thành công bởi nhà khoa học Charles Fritts, ông phủ lên mạch bán dẫn selen một lớp cực mỏng vàng để tạo nên mạch nối.

 Pin năng lượng đầu tiên được tạo nên với hiệu suất chỉ 1% được tạo nên từ Russell Ohl  vào năm 1946. Sven Ason Berglund đã có phương pháp liên quan đến việc tăng khả năng cảm nhận ánh sáng của pin.

Nguyên lý hoạt động của Pin mặt trời

Tấm pin mặt trời hay còn gọi là tấm pin năng lượng mặt trời, tiếng anh gọi là Solar Panel là thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp từ quang năng thành điện năng dựa trên hiệu ứng quang điện.

Hiệu ứng quang điện chỉ xảy ra khi có ánh sáng chiếu vào, silicon là một chất bán dẫn. Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng”. Với tính chất như vậy, silicon là một thành phần quan trọng trong cấu tạo của pin năng lượng mặt trời.

Ánh sáng mặt trời là các hạt nhỏ hoạt động gọi là hạt Photon được mặt trời tỏa khi chiếu sáng. Khi tiếp xúc với các nguyên tử silicon này từ pin mặt trời thì những hạt photon này kích thích làm cho các electron từ bảng silicon này bật ra khỏi nguyên tử làm cho nguyên tử thiếu chỗ trống của electron.

Sau đó các electron này được dồn vào một dòng điện điều này làm mất cân bằng trong điện trong pin năng lượng mặt trời, tác dụng giống như một con thác để các electron này chảy xuống.

Tấm Pin Mặt Trời

Sự mất cân bằng này có thể được tạo ra bởi tổ chức bên trong của silicon. Nguyên tử silicon được sắp xếp cùng nhau trong một cấu trúc ràng buộc chặt chẽ. Bằng cách ép một số lượng nhỏ các nguyên tố khác vào cấu trúc này, sẽ có hai loại silicon khác nhau được tạo ra: loại n và loại p. Chất bán dẫn loại n (bán dẫn âm – Negative) 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, đây chính là các electron dẫn chính.

 

Chất bán dẫn loại p (bán dẫn dương – Positive) có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm III, dẫn điện chủ yếu bằng các lỗ trống.

Khi hai loại bán dẫn này được đặt cạnh nhau trong một pin năng lượng mặt trời, electron dẫn chính của loại n sẽ nhảy qua để lấp đầy những khoảng trống của loại p. Điều này có nghĩa là silicon loại n tích điện dương và silicon loại p được tích điện âm, tạo ra một điện trường trên pin năng lượng mặt trời. Vì silicon là một chất bán dẫn nên có thể hoạt động như một chất cách điện và duy trì sự mất cân bằng này.

Khi làm cho 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, cung cấp dòng điện cho máy tính, vệ tinh và tất cả các thiết bị ở giữa.

Phân loại Pin mặt trời

Pin mặt trời được phân loại ra dựa trên các thành phần cấu tạo silic của nó

1: Tinh thể đơn module sản xuất dựa trên quá trình Czochralski loại này có hiệu suất lên đến 16%

2: Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc từ silic nung chảy cẩn thận được làm nguội và làm rắn

3: Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể, Loại này thường có hiệu suất thấp nhất, tuy nhiên loại này rẻ nhất

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *