Pin mặt trời là gì? Nguyên lý chế tạo và ứng dụng trong cuộc sống

1. Pin mặt trời là gì?

Pin năng lượng Mặt Trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) - là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.

Sự chuyển đổi của pin mặt trời thực hiện theo nguyên lý làm việc là hiệu ứng quang điện.

Pin mặt trời hay còn gọi là pin năng lượng mặt trời

Các pin năng lượng mặt trời có nhiều ứng dụng trong thực tế. Do giá thành còn đắt, chúng đặc biệt thích hợp cho các vùng mà điện lưới khó vươn tới như núi cao, ngoài đảo xa, hoặc phục vụ các hoạt động trên không gian; cụ thể như các vệ tinh quay xung quanh quỹ đạo trái đất máy tính cầm tay, các máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước...

Nguyên lý chế tạo pin năng lượng mặt trời: Được thiết kế như những modul thành phần, được ghép lại với nhau tạo thành các tấm năng lượng mặt trời có diện tích lớn, thường được đặt trên nóc các tòa nhà nơi chúng có thể có thể đó ánh sáng nhiều nhất, và kết nối với bộ chuyển đổi của mạng lưới điện.

Các tấm pin mặt trời lớn ngày nay được lắp thêm bộ phận tự động điều khiển để có thể xoay theo hướng ánh sáng giống như loài hoa hướng dương hướng về ánh sáng mặt trời

Pin mặt trời có nhiều ứng dụng trong thực tế

2. Nguyên lý chế tạo

Đã có nhiều loại vật liệu khác nhau được thử nghiệm chế tạo pin mặt trời. Có hai tiêu chuẩn đánh giá, là hiệu suất và giá cả.

Hiệu suất là tỉ số giữa năng lượng điện từ và năng lượng ánh sáng mặt trời. Vào buổi trưa một ngày trời trong, ánh Mặt trời tỏa nhiệt khoảng 1000 W/m2. trong đó 10% hiệu suất của 1 module 1m2 cung cấp năng lượng khoảng 100 W. hiệu suất của pin mặt trời thay đổi từ 6% từ pin mặt trời làm từ silic không thù hình, và có thể lên đến 30% hay cao hơn nữa.

Ngày nay thì vật liệu chủ yếu chế tạo pin mặt trời (và cho các thiết bị bán dẫn) là silic dạng tinh thể. Cấu tạo pin mặt trời tinh thể silic gồm 3 loại: Một tinh thể, đa tinh thể làm từ thỏi đúc, dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể.

Pin mặt trời có sự chuyển dịch ánh sáng

3. Sự chuyển dịch ánh sáng

Khi một photon chạm vào một mảnh silic, một trong hai điều sau sẽ xảy ra:

 - photon truyền trực xuyên qua mảnh silic. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon thấp hơn năng lượng đủ để đưa các hạt electron lên mức năng lượng cao hơn.

 - Năng lượng của photon được hấp thụ bởi silic. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon lớn hơn năng lượng để đưa electron lên mức năng lượng cao hơn.