Blog solar

PIN MẶT TRỜI LÀ GÌ?

Mặt trời là nguồn năng lượng mà con người có thể tận dụng được: sạch sẽ, đáng tin cậy, gần như vô tận và có ở khắp mọi nơi. Việc thu giữ NLMT không thải ra khí và nước độc hại, do đó không góp phần vào vấn đề ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính. Ngày hôm nay, Phúc Nguyễn Solar chia sẽ qua một ít kiến thức đúng về Pin mặt trời là gì?

 

Mặt trời

 

1. Pin mặt trời và lịch sử phát triển

 

Quang điện là một hiện tượng ánh sáng sinh điện. Khi ánh sáng rọi trên bề mặt một vật. Vật sẽ hấp thụ năng lượng nhiệt của ánh sáng cho đến tần số thời gian đạt đến mức hấp thụ cao nhất. Vật sẽ không còn hấp thụ năng lượng nhiệt của ánh sáng. Tại thời điểm này năng lượng ánh sáng sẽ tách điện tử rời khỏi bề mặt của vật trở thành điện tử tự do có khả năng làm cho vật trở thành dẫn điện.

 

Hiệu ứng quang điện được phát hiện đầu tiên năm 1839 bởi nhà vật lý Pháp Alexandre Edmond Becquerel. Tuy nhiên cho đến 1883 một pin năng lượng mới được tạo thành, bởi Charles Fritts, ông phủ lên mạch bán dẫn selen một lớp cực mỏng vàng để tạo nên mạch nối, thiết bị chỉ có hiệu suất 1%. Russell Ohl xem là người tạo ra pin năng lượng mặt trời đầu tiên năm 1946. Sven Ason Berglund đã có phương pháp liên quan đến việc tăng khả năng cảm nhận ánh sáng của pin.

 

Năm 1887 Heinrich Hertz quan sát thấy hiệu ứng quang điện ngoài đối với các kim loại (cũng là năm ông thực hiện thí nghiệm phát và thu sóng điện từ). Sau đó Aleksandr Grigorievich Stoletov đã tiến hành nghiên cứu một cách tỷ mĩ và xây dựng nên các định luật quang điện.

 

Một trong các công trình của Albert Einstein xuất bản trên tạp chí Annal der Physik đã lý giải một cách thành công hiệu ứng quang điện cũng như các định luật quang điện dựa trên mô hình hạt ánh sáng, theo thuyết lượng tử vừa được công bố năm 1900 của Max planck. Các công trình này dẫn đến sự công nhận về bản chất hạt của ánh sáng và sự phát triển của lý thuyết lưỡng tính sóng-hạt của ánh sáng.

Nguyên lý hoạt động pin mặt trời

Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại

   

 2. Pin quang điện và nguyên lý hoạt động

 

Pin quang điện (còn gọi là pin mặt trời) là một nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng. Nó biến trực tiếp quang năng thành điện năng. Các pin quang điện thường được làm bằng Si, Se, Ge, Te, CdS, GaAs... có phải pin quang điện gồm nhiều tế bào quang điện đúng không? Vậy cấu tạo và nguyên lý hpatj động chung ra sao.Ta hãy tìm hiểu nhé!

sơ đồ cấu tạo pin quang điện

Sơ đồ cấu tạo của pin quang điện

 

  • Pin có một tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một lớp mỏng chất bán dẫn loại p (H 3.1). Có thể tạo ra lớp này bằng cách cho khuếch tán một tạp chất thích hợp vào lớp bề mặt của lớp bán dẫn loại n. Trên cùng là một lớp kim loại rất mỏng. Dưới cùng là một đế kim loại. Các kim loại này cùng đóng vai trò các điện cực trơ.
  • Electron sẽ khuếch tán từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p, để lại những lỗ trống dương. Các êlectron này vẫn có liên kết với các lỗ trống tạo thành một lớp gọi là lớp tiếp xúc p – n. Trong lớp tiếp xúc này có điện trường Etx hướng từ dương sang âm, tức là hướng từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p. Điện trường Etx ngăn cản sự khuếch tán của êlectron từ n sang p và lỗ trống từ p sang n. Vì vậy người ta còn gọi lớp tiếp xúc này là lớp chặn.
  • Khi chiếu ánh sáng có bước sóng ngắn hơn giới hạn quang dẫn vào lớp kim loại mỏng phía trên cùng thì ánh sáng sẽ đi xuyên qua lớp này vào lớp bán dẫn loại p, gây ra hiện tượng quang điện trong và giải phóng ra các cặp êlectron và lỗ trống. Electron khuếch tán dễ dàng từ p sang n qua lớp chặn. Còn lỗ trống thì bị chặn lại và ở lại trong lớp p. Kết quả là điện cực kim loại mỏng ở trên sẽ nhiễm điện dương và trở thành điện cực dương của pin, còn đế kim loại ở phần dưới sẽ nhiễm điện âm và trở thành điện cực âm của pin.

 

- Nếu nối hai điện cực bằng một dây dẫn thông qua một ampe kế thì sẽ có dòng quang điện chạy từ cực dương sang cực âm.

- Suất điện động của pin quang điện nằm trong khoảng từ 0,5V đến 0,8V.

 

Vậy nguyên tắc hoạt động của pin quang điện là dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh một lớp chặn.

 

Pin quang điện đã được dùng làm nguồn điện cho các trạm nghiên cứu và cho sinh hoạt ở những nơi khó khăn cho việc dẫn điện lưới đến như: núi cao, hải đảo, các phương tiện lưu động, vệ tinh nhân tạo, trạm vũ trụ...

 

Để tránh gây ô nhiễm môi trường, người ta đã nghiên cứu thay thế các động cơ chạy xăng ở ôtô, máy bay... bằng các động cơ chạy bằng pin quang điện.

 

Người ta sử dụng Pin quang điện để biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng (Solar Cell). Nếu dùng pin quang điện bằng chất bán dẫn Silic, hiệu suất của nó có thể đạt đến 14-15%. Người ta tính được trên diện tích 1m2 của pin quang điện được ánh sáng chiếu tới ta có thể nhận được một công suất điện là 100 W và như vậy với diện tích của một mái nhà trung bình ta có đủ điện năng để thỏa mãn mọi tiện nghi cho một gia đình. Tuy nhiên, về giá thành của các Pin quang điện hiện nay còn tương đối khá đắt so với các nguồn năng lượng khác. 

 

Xem thêm:

 

Nguồn: Sưu tầm

 

Bài viết khác
5 THƯƠNG HIỆU - NHÓM THƯƠNG HIỆU INVERTER NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 2021

5 THƯƠNG HIỆU - NHÓM THƯƠNG HIỆU INVERTER NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 2021

Trong bài viết này chúng tôi tôi xin chia sẻ một số đánh giá về các thương hiệu inverter năng lượng mặt trời có mặt trên...
Những điểm sáng của hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái

Những điểm sáng của hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái

Hiện nay hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái được đông đảo khách hàng tìm kiếm sử dụng. Tại sao hệ thống...
Tìm hiểu quy định về điện mặt trời áp mái

Tìm hiểu quy định về điện mặt trời áp mái

Mới đây, tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN) đã đưa các quy định khi sử dụng điện mặt trời áp mái. Chắc hẳn bạn...
Bộ chuyển đổi inverter không hòa lưới

Bộ chuyển đổi inverter không hòa lưới

Bộ chuyển đổi inverter không hòa lưới là một trong những thiết bị quan trọng trong hệ thống điện năng lượng mặt trời...
CÓ NÊN LẮP ĐẶT ĐIỆN MẶT TRỜI GIÁ RẺ?

CÓ NÊN LẮP ĐẶT ĐIỆN MẶT TRỜI GIÁ RẺ?

Hiện chỉ cần bỏ ra 10tr/kwp là bạn đã có thể sở hữu một hệ thống điện mặt trời nhưng không biết sản lượng và...
LẮP ĐẶT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHẤT LƯỢNG TẠI BÌNH DƯƠNG 2020

LẮP ĐẶT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHẤT LƯỢNG TẠI BÌNH DƯƠNG 2020

Khi mà ngành năng lượng mặt trời đang phát triển như vũ bão trong năm 2020, các công ty thi công lắp đặt mọc lên như nấm....
Facebook
zalo
hotline