Điện mặt trời là gì? Nguyên lý và ứng dụng điện mặt trời

Mục lục

Điện mặt trời

Điện năng được tạo ra bằng cách ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào các tế bào quang điện, được gọi là điện mặt trời.

Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào pin mặt trời quang điện, điện mặt trời được tạo ra. Đó là lý do tại sao nó còn được gọi là Photo Voltaic Solar, hoặc PV Solar.

Nguyên lý của điện mặt trời

Sản xuất điện bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời phụ thuộc vào hiệu ứng quang điện . Trong hiệu ứng quang điện, tiếp giáp pn bán dẫn tạo ra điện năng khi nó tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Với mục đích đó, chúng tôi chế tạo lớp bán dẫn loại n của phần tiếp giáp rất mỏng. Nó dày dưới 1 µm. Lớp trên cùng là n lớp. Chúng tôi thường gọi nó là bộ phát của tế bào.

Lớp dưới cùng là lớp bán dẫn loại p và nó dày hơn nhiều so với lớp n trên cùng. Nó có thể dày hơn 100 µm. Chúng tôi gọi lớp dưới cùng này là lớp nền của ô. Vùng cạn kiệt được tạo ra ở phần tiếp giáp của hai lớp này do các ion bất động.

Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào tế bào, nó dễ dàng đi tới tiếp giáp pn . Tiếp giáp pn hấp thụ các photon của tia sáng mặt trời và do đó, tạo ra các cặp lỗ trống electron trong tiếp giáp. Trên thực tế, năng lượng liên kết với photon kích thích các điện tử hóa trị của nguyên tử bán dẫn và do đó các điện tử nhảy lên vùng dẫn từ vùng hóa trị để lại một lỗ trống phía sau mỗi nguyên tử.

Các electron tự do nằm trong vùng suy giảm sẽ dễ dàng chuyển sang lớp n trên cùng do lực hút các ion dương trong vùng suy giảm. Tương tự như vậy, các lỗ trống nằm trong vùng suy giảm sẽ dễ dàng đi qua lớp p dưới cùng do lực hút của các ion âm trong vùng suy giảm. Hiện tượng này tạo ra sự khác biệt về điện tích giữa các lớp và dẫn đến sự chênh lệch điện thế rất nhỏ giữa chúng.

Đơn vị của sự kết hợp như vậy của vật liệu bán dẫn loại n và loại p để tạo ra hiệu điện thế trong ánh sáng mặt trời được gọi là pin mặt trời. Silicon thường được sử dụng làm vật liệu bán dẫn để sản xuất pin mặt trời như vậy.

Các dải kim loại dẫn điện gắn vào các tế bào thì pin mặt trời hoặc tế bào quang điện không có khả năng tạo ra điện năng mong muốn thay vào đó nó tạo ra một lượng điện rất nhỏ. Do đó, để trích xuất mức điện năng mong muốn, số lượng các tế bào như vậy được kết nối với nhau theo cả song song và nối tiếp để tạo thành mô-đun năng lượng mặt trời hoặc mô-đun quang điện. Trên thực tế, chỉ có ánh sáng mặt trời không phải là yếu tố. Yếu tố chính là ánh sáng hoặc chùm photon để sản xuất điện trong pin mặt trời. Do đó, pin mặt trời cũng có thể hoạt động trong điều kiện thời tiết nhiều mây cũng như dưới ánh trăng nhưng sau đó tốc độ sản xuất điện trở thành quy luật vì nó phụ thuộc vào cường độ của tia sáng tới.

Ứng dụng của điện mặt trời

Hệ thống phát điện năng lượng mặt trời rất hữu ích để sản xuất lượng điện năng vừa phải. Hệ thống hoạt động miễn là có cường độ ánh sáng mặt trời tự nhiên tốt. Nơi lắp đặt mô-đun năng lượng mặt trời không được có chướng ngại vật như cây cối và các tòa nhà, nếu không sẽ có bóng râm trên tấm pin năng lượng mặt trời, ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống. Có một quan điểm chung cho rằng điện mặt trời là một giải pháp thay thế không thực tế cho nguồn điện thông thường và nên được sử dụng khi không có sẵn nguồn thay thế truyền thống cho nguồn điện thông thường. Nhưng đây không phải là trường hợp thực tế. Thông thường, có vẻ như điện mặt trời là giải pháp thay thế tiết kiệm tiền hơn so với các giải pháp thay thế truyền thống khác của điện thông thường.

Vậy là bài viết đã hết, hy vọng mang đến thông tin hữu ích về điện mặt trời đến bạn. Hẹn bạn tại các bài viết mới!

Đọc thêm: