Cấu tạo pin mặt trời và sơ đồ nguyên lý pin mặt trời

Pin mặt trời, hay còn gọi là pin quang điện (solar cell), là thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng. Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của pin mặt trời, chúng ta sẽ tìm hiểu về cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của nó. Bài viết này của Ntech Solutions sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về pin năng lượng mặt trời. Cấu tạo pin mặt trời và sơ đồ nguyên lý pin mặt trời trong quá trình chuyển đổi quang năng thành điện năng. Xem chi tiết tại bên dưới nhé!

I. Pin năng lượng mặt trời là gì?

Tấm pin năng lượng mặt trời ( hay tấm pin quang điện ) là một thiết bị có khả năng chuyển đổi ánh sáng thành điện năng. Các phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt, hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện làm biến đổi năng lượng của ánh sáng thành điện năng. Chúng là thành phần quan trọng trong hệ thống điện năng lượng mặt trời và được ứng dụng nhiều trong thực tế. Với khả năng ứng dụng đa dạng, từ cung cấp điện cho các hộ gia đình, doanh nghiệp. Đến việc hỗ trợ các hoạt động khám phá vũ trụ, pin mặt trời đang ngày càng khẳng định vị thế là nguồn năng lượng của tương lai.

Ví dụ để bạn dễ hiểu hơn thì cũng giống như những chiếc lá cây, nó sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời để nuôi dưỡng sự sống. Thì tấm pin mặt trời cũng tận dụng nguồn năng lượng mặt trời để tạo ra điện năng.

1. Cấu tạo pin mặt trời

Pin mặt trời được cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu khác nhau, mỗi lớp đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Dưới đây là các thành phần chính của một pin mặt trời:

• Lớp bảo vệ trên cùng (Top Protective Layer): Lớp này thường là một lớp kính cường lực hoặc vật liệu trong suốt khác, có chức năng bảo vệ các lớp bên trong khỏi các yếu tố môi trường như mưa, bụi và va đập.
• Lớp chống phản xạ (Anti-Reflective Coating): Lớp này giúp giảm thiểu việc ánh sáng bị phản xạ ra ngoài, tăng khả năng hấp thụ ánh sáng của pin mặt trời.
• Lớp bán dẫn loại N (N-type Semiconductor Layer): Đây là lớp bán dẫn chứa nhiều electron tự do, thường được làm từ silicon pha tạp chất (như phốt pho).
• Lớp chuyển tiếp PN (PN Junction): Đây là vùng chuyển tiếp giữa lớp bán dẫn loại N và loại P, nơi xảy ra quá trình chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng.
• Lớp bán dẫn loại P (P-type Semiconductor Layer): Đây là lớp bán dẫn chứa nhiều lỗ trống (hole), thường được làm từ silicon pha tạp chất (như boron).
• Lớp dẫn điện (Metal Contacts): Các lớp dẫn điện này nằm ở mặt trên và mặt dưới của pin mặt trời, giúp dẫn điện từ pin ra ngoài mạch điện.
• Lớp bảo vệ dưới cùng (Bottom Protective Layer): Lớp này thường là một lớp vật liệu cách điện và bảo vệ, giúp bảo vệ pin mặt trời khỏi các yếu tố môi trường từ phía dưới.
• Hộp đấu dây: Nằm ở phía sau cùng, là nơi tập hợp và chuyển năng lượng điện được sinh ra từ tấm pin năng lượng mặt trời ra ngoài. 
• Jack kết nối MC4: là đầu nối điện thường được dùng để kết nối các tấm pin mặt trời. Jack nối bao gồm: 1 đầu đực và 1 đầu cái giúp bạn dễ dàng kết nối các tấm pin mặt trời lại với nhau.

Với sự phát triển của công nghệ, hiện tại một số hang pin ứng dụng công nghệ 2 mặt kính. Không còn sử dụng tấm nền phía sau, thay vào đó là mặt kính cường lực trong suốt. Giúp tấm pin năng lượng mặt trời có thể hấp thụ ánh sáng ở cả hai mặt trước và sau. Bạn có thể tham khảo: Longi 450w 2 mặt kính LR4-72HBD 450M

| Xem chi tiết hơn tại đây: Cấu tạo pin năng lượng mặt trời

2. Sơ đồ nguyên lý pin mặt trời

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của pin mặt trời mô tả quá trình chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng. Dưới đây là các bước cơ bản trong quá trình này:

• Hấp thụ ánh sáng: Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào pin mặt trời, các photon (hạt ánh sáng) sẽ được hấp thụ bởi lớp bán dẫn.
• Tạo ra cặp Electron-lỗ trống: Khi các photon có đủ năng lượng, chúng sẽ kích thích các electron trong lớp bán dẫn, tạo ra các cặp electron-lỗ trống. Electron sẽ di chuyển tự do, còn lỗ trống sẽ di chuyển theo hướng ngược lại.
• Tách cặp Electron-lỗ trống: Tại vùng chuyển tiếp PN, các electron sẽ di chuyển về phía lớp bán dẫn loại N, còn các lỗ trống sẽ di chuyển về phía lớp bán dẫn loại P. Điều này tạo ra một điện trường nội tại trong vùng chuyển tiếp.
• Dòng điện: Khi các electron và lỗ trống di chuyển, chúng sẽ tạo ra dòng điện. Các lớp dẫn điện sẽ thu thập dòng điện này và dẫn ra ngoài mạch điện, tạo ra dòng điện một chiều (DC).
• Kết nối mạch ngoài: Dòng điện một chiều (DC) được dẫn ra ngoài mạch điện và có thể được sử dụng trực tiếp. Nếu muốn sử dụng cho các tải, thiết bị bình thường thì cần phải chuyển điện DC thành AC (điện xoay chiều) thì phải thông qua bộ biến tần (inverter) để sử dụng trong các thiết bị điện.

Lời kết

Trên đây là tổng hợp tất cả những thông tin về cấu tạo pin mặt trời và sơ đồ nguyên lý pin mặt trời. Nên quý khách hàng đang có nhu cầu mua pin năng lượng mặt trời mà chưa biết mua ở đâu? Cứ ghé ngay qua công ty TNHH NTech Solutions mà xem hàng trực tiếp nhé.

Chúng tôi chuyên cung cấp các tấm pin năng lượng mặt trời như: Canadian solar, Blue Carbon, Longi,... Với cam kết chỉ cung cấp tấm pin năng lượng mặt trời chính hãng, mới nguyên đai nguyên kiện. Giá bán sỉ lẻ tấm pin năng lượng mặt trời cam kết tốt nhất trên thị trường. Chúng tôi cam kết là đơn vị cung cấp pin năng lượng mặt trời uy tín, chất lượng, tất cả các sản phẩm đều có chứng nhận CO,CQ rõ ràng và minh bạch. 

Website: ntechsolutions.vn

Địa chỉ cửa hàng: 216 Đ. Võ Chí Công, Phường Phú Hữu, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh.