Tìm hiểu nguyên lý pin mặt trời hoạt động như thế nào?

Tìm hiểu nguyên lý pin mặt trời hoạt động như thế nào?
5 (100%) 3 votes

Mặt trời – nguồn cung cấp nguồn năng lượng không cạn kiệt, dồi dào, năng lượng xanh mang giá trị bền vững. Không quá xa lạ gì khi ngày nay, ngành công nghệ điện mặt trời rất được quan tâm và đang trên đà phát triển. Vậy bạn hiểu gì về pin năng lượng mặt trời? Hay nguyên lý hoạt động của pin mặt trời hoạt động cụ thể ra sao? Hãy cùng theo dõi trong bài viết ngay sau đây.

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Pin năng lượng mặt trời

Pin năng lượng mặt trời là gì?

Pin mặt trời hay còn được gọi là pin quang điện, tế bào quang điện là thiết bị bán dẫn giúp chuyển hóa trực tiếp nguồn năng lượng từ ánh sáng mặt trời (Quang năng) tạo ra dòng điện năng có thể sử dụng. Hiệu ứng quang điện chính là khả năng vật chất phát ra điện tử khi ánh sáng mặt trời chiếu vào.

Ứng dụng thực tế của pin mặt trời

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Pin mặt trời dùng cho hoạt động sản xuất nông nghiệp

 

Pin năng lượng mặt trời có khá nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Chúng có thể được sử dụng cho các vệ tinh quay quanh quỹ đạo của trái đất, thiết bị dùng để bơm nước phục vụ sản xuất nông nghiệp, xe hơi, đèn đường, hay cung cấp nguồn điện năng cho những vùng chưa có lưới điện.

Khi năng lượng mặt trời bố trí trên mái nhà, thực hiện kết nối cùng bộ chuyển đổi mạng lưới điện tạo nên dòng điện cung cấp cho các thiết bị điện cho cuộc sống sinh hoạt như quạt máy, đèn điện, nồi cơm điện…

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Silicon – chất liệu bán dẫn quan trọng trong quá trình cấu tạo nên pin năng lượng mặt trời. Bởi chất bán dẫn được xem như vật liệu trung gian giữa chất cách điện cùng chất để dẫn điện.

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời cực kỳ đơn giản. Ánh sáng từ mặt trời sẽ bao gồm rất nhiều hạt photon rất nhỏ và khi nó va chạm với những nguyên tử Silicon của pin năng lượng mặt trời, những hạt Photon này sẽ truyền đi năng lượng từ chúng đến các Electron rời rạc, kích thích Electron bật chúng ra khỏi nguyên tử. Đồng thời khi đó ở nguyên tử sẽ có chỗ trống bởi electrion đã bị mất đi.

Thế nhưng, đó chỉ là một phần “công việc” phải làm của  pin năng lượng mặt trời. Vì sau đó chúng cần dồn những Electron vẫn còn nằm rải rác tập hợp vào vào 1 dòng điện. Bạn có thể hiểu đơn giản cho hoạt động này như khi làm một con dốc để cho các Electron này cùng chảy xuôi theo một hướng nhất định. Điều này có liên quan đến việc tạo nên sự mất cân bằng điện năng ở pin năng lượng mặt trời. Chính những tổ chức bên trong của chất Silicon đã tạo nên sự mất cân bằng này.

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời
Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Những nguyên tử Silicon sắp xếp với nhau trong cấu trúc có sự rằng buộc một cách chặt chẽ nhất. Khi ép những số lượng nhỏ nguyên tố khác vào trong cấu trúc này dẫn đến hiện tượng tạo ra 2 loại Silicon khác nhau, đó là:

  • Loại n hay còn gọi là bán dẫn âm( Negative) với tạp chất bao gồm những nguyên tố thuộc vào nhóm V, chúng sẽ dùng đến 4 Electrong để tạo ra liên kết, 1 Electron ở lớp ngoài sẽ liên kết với nhân. Đó chính là electron dẫn chính.
  • Loại p hay còn gọi là chất bán dẫn dương( Postive) với tạp chất thuộc những nguyên tố của nhóm III và chúng dẫn điện chủ yếu qua những lỗ trống.

Khi 2 loại chất bán dẫn trên được đặt bên cạnh nhau trong pin năng lượng mặt trời. Các electron dẫn chính của chất bán dẫn âm( loại n) nhảy qua và lấp đầy đi những chỗ trống của chất bán dẫn dương( loại p). Có nghĩa rằng silicon của chất bán dẫn âm tích tụ điện dương, silicon của chất bán dẫn dương tích tụ điện âm, đó là cách để tạo nên điện trường của pin năng lượng mặt trời. Silicon còn có thể hoạt động như chất cách điện giúp duy trì tốt sự cân bằng này. Và khi Electrong bật khỏi nguyên tử Silicon, những photon trong ánh sáng của mặt trời sẽ đưa mọi Electron vào trật tự chung cung cấp nguồn điện cho vệ tinh, máy tính, hay các thiết bị sử dụng pin năng lượng mặt trời để hoạt động.

Trên đây là những thông tin tổng hợp về pin năng lượng mặt trời, nguyên tắc thu năng lượng mặt trời cũng như nguyên lý hoạt động của pin mặt trời hoạt động như thế nào. Hy vọng bài viết sẽ mang lại cho bạn những thông tin khá bổ ích trong việc tìm hiểu về pin năng lượng mặt trời, hãy share hoặc lưu lại thông tin cho bạn hay với bạn bè.