1900 2029

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Lâu nay chúng ta thường nghe đến tấm pin mặt trời, điện mặt trời… Tuy nhiên không phải ai cũng biết đến cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó. Trong bài viết này Worldtech Solar xin chia sẻ đến bạn đọc cấu tạo, nguyên lý hoạt động của pin mặt trời. Các loại pin năng lượng mặt trời được sử dụng phổ biến hiện nay.

Chất liệu để tạo thành pin mặt trời 

Chất liệu chính để tạo ra pin năng lượng mặt trời là chất bán dẫn silic tinh khiết, tức là khi đó silic cần đảm bảo là bán dẫn ròng lectron và số hạt tải lỗ trống hole phải bằng nhau. Để tạo ra được một tấm pin năng lượng mặt trời người ta cần phải chế tạo chất bán dẫn ra thành hai loại n và p sau đó ghép chúng lại với nhau để để có được tiếp xúc p – n.

Nguyên lý hoạt động của tấm pin mặt trời để tạo ra điện

Để tạo ra pin mặt trời người ta phải phá thêm vào đó một số các phân tử loại khác gọi là pha tạp. Cấu trúc nguyên tử Si giống như của kim cương: gôm 4 electron ở vành ngoài liên kết với 4 nguyên tử Si gần đó. Do đó, khi chúng pha thêm một ít nguyên tử photpho P vào sẽ có 5 nguyên tử ở vòng ngoài, thừa ra một electron tự do chuyển động dễ dàng hơn đây là bán dẫn loại n (negatif – âm).

Ngược lại nếu pha tạp một ít nguyên tử bo sẽ có 3 nguyên tố ở vành ngoài, dẫn đến thiếu một electron sẽ tạo thành lỗ trống (hole) đây là bán dẫn loại p (positif -dương).

cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời

Khi ghép bán dẫn loại n với bán dẫn p sẽ tạo lớp chuyển tiếp p-n và tại điểm tiếp giáp này sẽ có sự dịch chuyển để lấp đầy chỗ trống do có một electron thừa của loại n sẽ chạy sang lấp đầy electron còn thiếu loại p tạo ra vùng nghèo. Sự chuyển dịch này trực tiếp tạo ra hiệu thế cỡ 0,6V đến 0,7V ở chỗ tiếp xúc p-n nhưng không tạo ra dòng điện.

cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Tuy nhiên, khi mang pin mặt trời cho ánh sáng mặt trời chiếu vào thì photon của ánh sáng mặt trời sẽ kích thích làm cho các nguyên tử bị bật ra ngoài, tạo nên các khoảng trống vì thiếu electron hình một một cặp electron – lỗ trống và tại nơi tiếp xức p-n đầy electron về phía bán dẫn n và đẩy lỗ trống về bán dẫn n. Còn những electron bị bật ra sẽ nhảy lên miền dẫn ở mức cao hơn và chuyển động tự do. Cứ như thế, nếu càng nhiều ánh sáng mặt trời sẽ càng có nhiều electron nhảy lên miền dẫn.

cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Chính vì thế, để tạo ra điện năng mặt trời người ta đã dùng một dây để nối bán dẫn n với p, bởi khi các electron từ bán dẫn n chuyển sang bán dẫn p để lấp đầy lỗ trống sẽ sinh ra dòng điện. Việc sử dụng chất bán dẫn silic tạo ra tiếp xúc p-n từ đó sinh ra dòng điện mặt trời được xem là một tiến bộ lớn của trong công cuộc biến biến mặt trời thành dòng diện sử dụng được.

Xem thêm bài viết hữu ích từ Worldtech Solar 

Solar panel là gì – Khái niệm Solar panel

Động cơ Servo là gì ? Cấu tạo động cơ Servo như thế nào ?

Biến tần là gì – Lợi ích của việc sử dụng biến tần

 

error: Hãy Tôn Trọng Bản Quyền