Liệu rằng một ngày nào đó thế giới có thể hoàn toàn phụ thuộc vào năng lượng mặt trời? Để trả lời câu hỏi này, trước tiên chúng ta cần kiểm tra cách thức hoạt động của các tấm pin mặt trời.

Các tấm pin mặt trời (còn được gọi là mô-đun PV) là thành phần cốt lõi của hệ thống điện mặt trời. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sử dụng điện của nhà máy điện mặt trời. Một bảng điều khiển năng lượng mặt trời bao gồm nhiều tế bào PV nhỏ. Mỗi tế bào được làm bằng silicon tinh thể, có thể hoạt động như một chất bán dẫn. Khi các tấm pin mặt trời tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, chúng sẽ chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng.

Các tấm pin mặt trời bao gồm các đơn vị nhỏ hơn được gọi là pin mặt trời. Các pin mặt trời chính được làm từ Silicon. Nó là một chất bán dẫn là nguyên tố phong phú thứ hai trên Trái đất. Một pin mặt trời được kẹp giữa các lớp dẫn điện. Mỗi nguyên tử silicon được kết nối với các nguyên tử lân cận của nó bằng bốn liên kết bền chặt, giữ các electron ở vị trí để không có dòng điện nào có thể chạy qua. Chìa khóa là gì? Một pin mặt trời silicon có hai lớp silicon khác nhau, silicon loại N có thêm điện tử và silicon loại P có thêm không gian cho các điện tử, được gọi là lỗ trống. Tại nơi hai loại silicon gặp nhau, các electron có thể đi lang thang trên mặt tiếp giáp P / N, để lại điện tích dương ở một bên và tạo ra điện tích âm ở mặt kia.

Bạn có thể coi ánh sáng là luồng hạt nhỏ gọi là photon, bắn ra từ mặt trời. Khi một trong những photon này chạm vào các tế bào silicon với đủ năng lượng, nó có thể đánh bật một electron khỏi liên kết của nó, để lại một lỗ trống. Các electron mang điện tích âm và vị trí của các lỗ trống mang điện tích dương bây giờ tự do chuyển động xung quanh. Nhưng do điện trường ở ngã ba P / N, chúng sẽ chỉ đi theo một chiều. Electron bị hút về phía N, trong khi lỗ trống bị hút về phía P. Các electron di động được thu thập bởi các ngón tay kim loại mỏng ở đầu tế bào. Từ đó, chúng chảy qua một mạch bên ngoài, thực hiện công việc điện, giống như cấp nguồn cho bóng đèn, trước khi quay trở lại qua tấm nhôm dẫn điện ở mặt sau. Mỗi tế bào silicon chỉ tạo ra một nửa vôn, nhưng bạn có thể xâu chuỗi chúng lại với nhau trong các mô-đun để cung cấp thêm năng lượng.

Bạn có thể đọc thêm về các chi tiết cụ thể về cách hoạt động của các tấm pin mặt trời trong bài đăng trên blog này nếu bạn muốn tìm hiểu thêm.

Hiện nay, có ba loại tấm pin mặt trời phổ biến theo các tế bào PV: tấm pin mặt trời đơn tinh thể, mô-đun PV đa tinh thể và tấm pin mặt trời màng mỏng.

Bảng quang điện đơn tinh thể được làm từ các thanh silicon đơn tinh thể có độ tinh khiết cao, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp quang điện và có tỷ lệ chuyển đổi quang điện cao; bốn góc của tế bào PV đơn tinh thể được làm tròn và màu của chúng gần như đen; bên cạnh đó, các thủ công của tế bào đơn tinh thể phức tạp hơn và do đó giá thành cao hơn.

Thành phần mô-đun quang điện đa tinh thể của pin mặt trời đa tinh thể được sắp xếp theo nhiều cấu hình nối tiếp và song song khác nhau. Bốn góc của ô PV là hình vuông. Hơn nữa, nó có màu xanh da trời và chi phí của tấm pin năng lượng mặt trời poly thấp hơn so với tấm đơn.

Tấm pin mặt trời màng mỏng được làm bằng các màng mỏng chất bán dẫn lắng đọng trên thủy tinh, nhựa hoặc kim loại. Các màng này rất mỏng, thường mỏng hơn 20 lần so với các tấm c-Si. Điều này làm cho các tấm pin mặt trời màng mỏng linh hoạt và nhẹ. Nó có hiệu suất điện năng cao trong những tình huống nhất định, như dưới bóng râm hoặc nhiệt độ cao.

Điện mặt trời ngày càng tốt hơn, rẻ hơn và cạnh tranh với điện từ lưới điện. Và những đổi mới, như tế bào Topcon và tế bào HJT, có thể mang lại cho các tấm pin mặt trời một tương lai tươi sáng hơn.