Pin năng lượng mặt trời!!! Cuộc chạy đua cùng Elon Musk tới năng lượng tái tạo!!!

Pin năng lượng mặt trời!!!

"Cuộc chạy đua cùng Elon Musk tới năng lượng tái tạo"

- Pin năng lượng mặt trời hay còn gọi là pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (Solar cell). Các tế bào này còn được gọi là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng, đó là các Diot quang, thực hiện việc biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện.

- Điốt quang hay Photodiode là một loại Diode bán dẫn thực hiện việc chuyển đổi Photon thành điện tích theo hiệu ứng quang điện. Các photon có thể là  ở vùng phổ ánh sáng nhìn thấy, hồng ngoại, tử ngoại, tia X, tia gama. Khi photon xâm nhập lớp hoạt động của photodiode là tiếp giáp pn hoặc cấu trúc PIN, sẽ tạo ra điện tích làm phát sinh dòng điện. Tùy theo các cách thức chế tạo, mà dòng điện này nhỏ và photodiode dùng làm cảm biến photon hay dòng điện đủ lớn để làm nguồn điện như trong pin mặt trời.

- Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hay điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc vào lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện thường được ghép lại thành khối để trở thành Pin mặt trời (thông thường từ 60 đến 72 tế bào quang điện trên một tấm pin năng lượng mặt trời).

- Tế bào quang điện có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc dưới ánh sáng nhân tạo.

- Có rất nhiều loại vật liệu khác nhau được thử nghiệm chế tạo Pin năng lượng mặt trời, nhưng tất cả quy chung về 2 yếu tố là hiệu suất và giá cả.

- Hiệu suất là tỉ số giữa năng lượng điện từ và năng lượng ánh sáng mặt trời. Vào buổi trưa một ngày trời trong, ánh Mặt trời tỏa nhiệt khoảng 1000 W/m². trong đó 10% hiệu suất của 1 Module 1 m² cung cấp năng lượng khoảng 100 W. hiệu suất của pin Mặt trời thay đổi từ 6% từ pin Mặt trời làm từ silic không thù hình, và có thể lên đến 30% hay cao hơn nữa.

- Có nhiều cách để nói đến giá cả của hệ thống cung cấp điện (chính xác là phát điện), là tính toán cụ thể giá thành sản xuất trên từng kilo Watt giờ điện (kWh). Hiệu năng của pin Mặt trời tạo dòng điện với sự bức xạ của Mặt trời là 1 yếu tố quyết định trong giá thành. Nói chung, với toàn hệ thống, là tổ hợp các tấm pin Mặt trời, thì hiệu suất là rất quan trọng. Và để tạo nên ứng dụng thực tế cho pin năng lượng, điện năng tạo nên có thể nối với mạng lưới điện sử dụng dạng chuyển đổi trung gian; trong các phương tiện di chuyển, thường sử dụng hệ thống Acquy để lưu trữ nguồn năng lượng chưa sử dụng đến. Các pin năng lượng thương mại và hệ thống công nghệ cho nó có hiệu suất từ 5% đến 15%.

- Hiện nay thì vật liệu chủ yếu chế tạo Pin năng lượng mặt trời (cho các thiết bị bán dẫn) là Silic dạng tinh thể. Pin mặt trời cấu tạo từ tinh thể Silic chia ra làm 3 loại:

+ Một tinh thể hay tinh thể đơn (Module) sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Đơn tinh thể loại này có hiệu xuất tới 16%. Chúng thường rất đắt tiền do được cắt từ các thỏi Silic hình ống, các tấm đơn thể này có các mặt trống ở các góc nối các Module.

+ Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc từ Silic nung chảy cẩn thận, được làm nguội và làm rắn. Các Pin loại này thường rẻ hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu xuất kém hơn. Tuy nhiên chúng có thể tạo thành các tấm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn đơn tinh thể, bù lại cho hiệu suất thấp của nó.

+ Dải Silic tạo từ các miếng phim mỏng từ Silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể. Loại này thường có hiệu suất thấp nhất. Tuy nhiên loại này giá thành rẻ nhất trong các loại vì không phải cắt từ các thỏi Silicon

- Nền tảng chế tạo dựa trên công nghệ sản xuất tấm mỏng, có độ dày 300µm và xếp lại để tạo nên các Module tạo thành các loại Pin trên.

(Sưu tầm và biên dịch)