Trong những năm gần đây, các nhà khoa học luôn quan tâm tới việc tìm tòi và nghiên cứu ra cách lấy năng lượng từ thiên nhiên. Một trong những thành công được biết đến nhiều nhất đó chính là năng lượng mặt trời. Nguồn năng lượng vô tận này sẽ giúp con người giảm bớt đi gánh nặng đến từ năng lượng hóa thạch. Tấm pin năng lượng mặt trời chính là vật dụng được sử dụng trong việc tạo ra năng lượng điện năng, cơ năng từ ánh nắng mặt trời hiệu quả.
1. Pin năng lượng mặt trời là gì?
Pin năng lượng mặt trời hay còn được biết đến với cái tên pin quang điện, trong tiếng Anh là Solar panel. Tấm pin này bao gồm rất nhiều tế bào quang điện. Đây chính là các phần tử chứa trên bề mặt các cảm biến ánh sáng là đi ốt phát quang. Nhờ vậy mà nó biến đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng.
Khi cường độ ánh sáng thay đổi, các cảm biến trên bề mặt tấm pin sẽ tự thay đổi các chỉ số như cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở sao cho phù hợp nhất. Các tế bào quang điện sẽ được ghép thành những khối lớn để trở thành pin mặt trời.
Tấm pin này sẽ có nhiệm vụ chuyển hóa quang năng thành điện năng và được lắp đặt nhiều trong các dự án. Thông thường những tấm pin này có tuổi thọ và hiệu suất rất cao lên tới 30 năm.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động tấm pin năng lượng mặt trời
Tiếp theo, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá cấu tạo, nguyên lý hoạt động của những tấm pin năng lượng này.
2.1: Cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời
Cấu tạo pin năng lượng mặt trời gồm có silicon là chất bán dẫn. Chất này sẽ giúp chúng ta chia cách giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Cùng với đó, chúng ta sẽ không thể bỏ qua những tấm pin hấp thụ ánh sáng được ghép với nhau.
2.2: Nguyên lý hoạt động
Những tấm pin này thường được đặt tại những nơi hấp thụ được nhiều ánh sáng nhất. Hệ thống sẽ giúp quá trình chuyển đổi từ quang năng sang điện năng dễ dàng hơn. Thông thường, tấm pin năng lượng mặt trời 100W sẽ được ghép thành những tấm pin năng lượng mặt trời 2000W để phù hợp với những công trình cỡ lớn.
Các hạt proton trong ánh sáng mặt trời sẽ va chạm với các nguyên tử silicon trên bề mặt tấm kính, từ đó hạt proton sẽ truyền năng lượng của chúng tới các electron rời rạc. Sau đó, các E sẽ được kích thích để bật khỏi nguyên tử và sẽ làm nguyên tử xuất hiện những chỗ trống.
Các nguyên tử silicon sẽ được sắp xếp theo cấu trúc chặt chẽ bằng cách ép những lượng nhỏ các nguyên tử vào cấu trúc này. Chất bán dẫn loại n có tạp chất sẽ thuộc nhóm nguyên tố V. Các nguyên tử này sẽ có liên kết electron không chặt chẽ với nhân. Còn đối với chất bán dẫn p sẽ có tạp chất và chủ yếu thuộc nguyên tố nhóm III.
Khi đặt chúng cạnh nhau, chúng ta sẽ được 2 cực silicon tích điện âm và điện dương, điều này tạo ra một trường điện trên tấm pin. Khi e liên kết với các nguyên tử ị bật ra sẽ làm thay đổi trật tự các e nhất định và cung cấp điện cho các thiết bị.
3. Phân loại pin năng lượng mặt trời
Kích thước tấm pin năng lượng mặt trời hay giá bán tấm pin năng lượng mặt trời sẽ tùy thuộc vào các loại khác nhau. Dưới đây sẽ là một số loại pin năng lượng mặt trời chính như:
– Đơn tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Đơn tinh thể này sẽ giúp tấm pin có hiệu suất lên tới 16%.
– Đa tinh thể: được sản xuất với quy trình chặt chẽ từ những thỏi đúc có thành phần là silic và làm nguội. Các loại pin này sẽ có giá rẻ nhưng hiệu suất kém hơn.
– Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc Đặc điểm cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời dạng đa tinh thể: Loại này thường có hiệu suất thấp và giá thành rẻ nhất.
Trên đây là những thông tin về đặc điểm và cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn đọc. Qua đó, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về việc tạo ra nguồn điện năng từ ánh sáng mặt trời như thế nào. Hy vọng, các bạn sẽ có cho mình sự lựa chọn hoàn hảo khi sử dụng pin mặt trời.