Tìm hiểu cấu tạo của pin mặt trời bạn không thể bỏ qua

Cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời

Một tấm pin năng lượng mặt trời bao gồm 60 – 72 tế bào quang điện. Trên bề mặt mỗi tế bào quang điện chứa cảm biến ánh sáng đi ốt quang. Chính những cảm biến này đã làm biến đổi nguồn năng lượng từ ánh sáng thành điện năng. Tuổi thọ của các tấm pin mặt trời có thể lên đến hơn 30 năm. Chúng có khả năng tạo ra nguồn điện mạnh, ổn định không hề thua kém lưới điện quốc gia, thậm chí còn thân thiện với môi trường và tiết kiệm hơn gấp nhiều lần.

Silic là chất bán dẫn quan trọng trong cấu tạo của pin mặt trời. Người ta tạo chất bán dẫn thành 2 loại dương (P) và âm (N) sau đó ghép chúng với nhau để có được tiếp xúc P/N. Chất bán dẫn loại n có tạp chất thuộc nhóm nguyên tố V. Các nguyên tử này dùng 4 electron tạo liên kết và một electron lớp ngoài liên kết lỏng lẻo với nhân làm nhiệm vụ dẫn chính. Chất bán dẫn loại p có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm III, dẫn điện chủ yếu bằng các lỗ trống.

Các tế bào quang điện trên tấm pin mặt trời sẽ tạo ra một dòng điện DC có khả năng biến đổi tỷ lệ thuận với kích thước và lượng bức xạ mặt trời rơi trên tấm silicon. Các tấm pin mặt trời này sẽ không lưu trữ năng lượng nhưng sẽ tạo ra điện áp đầu ra cố định khoảng 0,5 – 0,6V

Nguyên lý tạo ra dòng điện của pin mặt trời

Photon là lượng bức xạ có trong ánh nắng mặt trời. Khi photon va chạm trực tiếp vào các mảnh silic sẽ xảy ra 2 trường hợp:

• Trường hợp 1: Khi năng lượng của photon thấp hơn năng lượng đủ để đưa các hạt electron lên mức năng lượng cao hơn, photon sẽ trực tiếp xuyên qua mảng Silic.
• Trường hợp 2: Khi năng lượng của photon lớn hơn năng lượng để đưa electron lên mức năng lượng cao hơn, các hạt photon được hấp thụ bởi mảng silic.

Nếu như các hạt photon được mảng silic hấp thụ như trong trường hợp 2 thì năng lượng của nó sẽ được truyền đến các hạt electron nằm bên ngoài cùng của tấm pin mặt trời. Electron được kích thích trở thành điện dẫn và di chuyển tự do trong bán dẫn. Khi đó nguyên tử thiếu 1 electron được gọi là chỗ trống. Cứ như vậy các hạt electron liên tục dịch chuyển và liên tục điền vào chỗ trống sẽ di chuyển xuyên suốt mạch bán dẫn. Từ đó tạo ra dòng điện.

>>> Xem thêm: Cách bảo vệ tấm pin năng lượng mặt trời áp mái

Các loại pin năng lượng mặt trời tốt nhất 

Hầu hết các loại pin năng lượng mặt trời đều được chế tạo từ silic dạng tinh thể. Chúng được chia thành 3 loại sau đây:

Tấm pin năng lượng mặt trời Mono đơn tinh thể ( Monocrystalline )

Tấm pin Monocrystalline mang đến hiệu suất cao nhất cũng như có mức giá bán đắt tiền nhất hiện nay. Với chất liệu được cắt từ các thỏi silic hình ống, các tấm đơn tinh thể có các mặt trốn ở góc nối các module. Bên cạnh đó, nhờ sản xuất theo quy trình czochralski, cho đến nay, vẫn chưa có sản phẩm nào có thể đánh bại được hiệu suất chuyển đổi điện năng từ bức xạ mặt trời và độ bền của pin Mono đơn tinh thể.

Tấm pin năng lượng mặt trời Poly đa tinh thể ( Polycrystalline )

Loại pin Polycrystalline được chế tạo từ các thỏi silic. Người ta nung nóng chảy các thỏi silic sau đó cẩn thận làm nguội và làm rắn lại. So với tấm pin Mono, loại pin mặt trời đa tinh thể này có mức giá rẻ hơn. Hiệu suất sử dụng cũng không bằng.

Tấm pin năng lượng mặt trời dạng mỏng

Pin mặt trời dạng mỏng làm từ các dải silic tạo ra từ miếng phim mỏng silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể. Với mức giá thành rẻ nhất, hiệu suất chuyển đổi bức xạ mặt trời thành điện năng cũng thấp hơn hẳn so với hai loại pin Mono và Poly.