Cấu tạo pin năng lượng mặt trời và những thông tin liên quan

Pin năng lượng mặt trời ngày nay được ứng dụng khá phổ biến trong cuộc sống. Vậy cấu tạo pin năng lượng mặt trời như nào? Các ứng dụng của chúng ra sao?

Pin năng lượng mặt trời dường như là một trong những loại pin khá quen thuộc với chúng ta hiện nay. Sự tiện ích, tiết kiệm điện năng của chúng đã được ứng dụng nhiều trong cuộc sống. Vậy cấu tạo pin năng lượng mặt trời như thế nào? Nguyên lý hoạt động cùng các ứng dụng của chúng ra sao? Đây là những thông tin cơ bản nhất bạn cần tìm hiểu trước khi sử dụng nguồn pin tuyệt vời này! 

Phân loại pin năng lượng mặt trời

Hiện nay, pin năng lượng mặt trời được chia làm các loại phổ biến như sau:

Phân loại pin năng lượng mặt trời

Dựa vào cấu tạo pin mặt trời, trên thị trường hiện nay có 3 loại pin gồm:

  • Pin mặt trời silic
  • Pin mặt trời nhạy cảm chất màu DSC
  • Pin mặt trời dạng keo nước

 

Pin mặt trời nhạy cảm chất màu DSC

Trong đó loại pin mặt trời silic là dòng pin được sử dụng nhiều nhất hiện nay.

Phân loại pin năng lượng mặt trời silic

Trước khi vào tìm hiểu về cấu tạo chúng ta cùng tìm kiếm các thông tin chuẩn xác nhất về sự phân loại của pin năng lượng mặt trời. Cấu tạo của loại pin này vật liệu chủ yếu là silic tinh thể, do đó phân loại sẽ dựa trên loại vật liệu chính này. Trên thị trường, hiện nay được phân làm 3 loại chính gồm:

  • Tấm đơn tinh thể module: Đơn tinh thể nghĩa là một tinh thể được sản xuất theo quá trình Czochralski. Hiệu suất của loại này có thể đạt tới 16%, chúng có giá trị cao và thường có cấu tạo góc trống ở các góc nối các module.
  • Đa tinh thể: Đây là loại pin được làm lên từ nhiều tinh thể. Chúng được tạo lên từ các thỏi đúc, thỏi đúc làm từ silic nung chảy và làm nguội, làm rắn tạo thành khối. Thông thường loại pin này có hiệu suất kém hơn tấm đơn tinh thể.
  • Dải silic: Đây được xem là loại pin mặt trời rẻ nhất, công suất thấp. Chúng được tạo nên từ các miếng mỏng silic được nung nóng chảy có cấu trúc đa tinh thể.

Cấu tạo của pin năng lượng mặt trời

Cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời nghe thì có vẻ phức tạp nhưng thực chất chúng khá đơn giản:

Cấu tạo pin năng lượng mặt trời gồm 6 lớp tính từ dưới lên bao gồm:

  • Lớp 1: Đế
  • Lớp 2: Tiếp xúc kim loại
  • Lớp 3: chất bán dẫn loại p
  • Lớp 4: Chất bán dẫn loại n
  • Lớp 5: Tiếp xúc kim loại
  • Lớp 5: Lớp tráng bề mặt

 

Cấu tạo của pin mặt trời silic

Có thể thấy, cấu tạo của pin mặt trời chủ yếu là vật liệu silic được tạo thành chất bán dẫn p và n. Cấu tạo được dựa trên nguyên lý hoạt động tạo ra dòng điện trực tiếp từ chính việc chuyển đổi năng lượng mặt trời, tia cực tím UV. Đây được gọi là nguyên lý quang điện.

Giải thích cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Tế bào quang điện trong cấu tạo của pin năng lượng mặt trời thực chất là được tạo nên từ các silic tinh khiết được pha thêm tạp chất rất đặc biệt. Điều này nhằm tạo lên nhiều electron và lỗ tăng cường khả năng dẫn điện.

Tế bào quang điện gồm 2 lớp là p và n. P được hiểu là lớp dương và n được hiểu là lớp âm, chúng được liên kết ghép nối tạo ra liên kết p/n. Liên kết p/n chính là yếu tố tạo lên điện trường Utx, điện trường có hướng từ bán dẫn n sang bán dẫn p. Cụ thể:

Khi 2 lớp p và n liên kết tiếp xúc với nhau sẽ có sự chênh lệch về mật độ electron hay còn gọi mật độ của phân tử điện tử. Từ đó dẫn đến việc chuyển hướng khuếch tán từ bán dẫn n sang bán dẫn p và ngược lại. Qua đó, lúc này bán dẫn tạo ra nguồn tích điện âm cho bán dẫn p và điện dương cho bán dẫn n.

Từ chính những tế bào quang điện được tạo ra trên sinh ra dòng điện DC. Dòng điện này được sinh ra tỷ lệ thuận với kích thước và lượng năng lượng mặt trời chiếu vào các tấm silicon.

 

Nguyên lý hoạt động

Cấu tạo của pin năng lượng mặt trời gồm 6 lớp liên kết tạo thành. Nguyên lý hoạt động rất đơn giản, chúng chuyển hóa tạo dòng điện từ năng lượng mặt trời chiếu sáng, tích hợp nên các bán dẫn tạo ra nguồn điện tác động trực tiếp.

Xem thêm : Dịch vụ sửa máy nước nóng năng lượng mặt trời

Ứng dụng của pin năng lượng mặt trời

Chính nhờ cấu tạo pin năng lượng mặt trời cũng như nguyên lý hoạt động kể trên mà ứng dụng của dòng pin này ngày một rộng hơn. Chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:

  • Lĩnh vực giao thông: Đèn giao thông tự động, trạm xe  chiếu sáng tự động, trụ đèn đường cao áp…
  • Lĩnh vực chăn nuôi: Tạo khí oxy trong chăn nuôi đặc biệt là nuôi tôm
  • Lĩnh vực tích điện thiết bị: Máy nước nóng, đồng hồ….
  • Nguồn điện di động: bộ sạc năng lượng, áo năng lượng…
  • Nhà máy điện

 

Pin năng lượng mặt trời được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống

Nhìn chung, ứng dụng của năng lượng mặt trời hay pin của năng lượng mặt trời khá hữu dụng và phổ biến. Chúng không chỉ giúp người dùng tiết kiệm tối ưu về chi phí điện năng, mà nhờ sự xuất hiện của loại pin này góp phần cải thiện môi trường sống xanh – sạch hơn, hạn chế những biến đổi khí hậu trên thế giới.

Trên đây là một số thông tin cơ bản nhất về cấu tạo pin năng lượng mặt trời.  Chúng ta xét chủ yếu ở cấu tạo của pin mặt trời silic – loại pin phổ biến nhất hiện nay. Pin năng lượng mặt trời được ứng dụng khá nhiều trong cuộc sống từ tạo nguồn điện trực tiếp, tích hợp và di động trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Trả lời

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