Những thông tin cần biết về tế bào quang điện là gì?

Thứ bảy - 04/04/2020 00:55
In ra
Đóng cửa sổ này

Hệ thống điện mặt trời, đèn năng lượng mặt trời khá phổ biến và được nhiều người biết đến. Tuy nhiên, chắc chắn tế bào quang điện là gì là khái niệm mà ít ai để ý hay biết đến.

Để có thể tạo ra nguồn năng lượng từ ánh nắng mặt trời đã trải qua quá trình nghiên cứu rất lâu. Sau đó lại biến đổi chúng thành nguồn điện để cấp cho các thiết bị điện khác hoạt động. Chắc chắn bên trong nó có rất nhiều cấu tạo linh kiện mà người không có chuyên môn ít biết được. Nhằm giúp người dùng hiểu thêm về dòng thiết bị công nghệ này nên nội dung trong bài viết sẽ phân tích một phần của điện mặt trời. Đó chính là tế bào quang điện là gì. Qua đó hiểu được cách thức hoạt động của điện từ năng lượng mặt trời.

Tế bào quang điện là gì?

Tế bào quang điện là một trong những thành phần cấu tạo chính của tấm pin năng lượng mặt trời. Nó có tên tiếng anh là solar cell. Cấu tạo chính của tế bào này là silicon ở dạng tinh thể. Đây là chất liệu duy nhất có thể tạo ra các điện áp mạch hở ở khoảng cách tối đa từ 0,5 – 0,6V. Và mỗi tấm pin mặt trời sẽ là sự tổng hợp của hơn 70 tế bào quang điện ghép lại với nhau.

Trên bề mặt của tế bào quang điện được phủ lớp kim loại với các dạng nhánh nhỏ để tạo nên các đường dẫn. Các nhánh này lan tỏa ra để thu thập các electron từ hiệu ứng quang điện. Sau khi hấp thụ ánh nắng mặt trời, tế bào này sẽ biến đổi từ quang năng thành điện năng.

Dù là ánh nắng nhân tạo hay ánh nắng mặt trời vẫn có thể giúp các tế bào quang điện hoạt động được. Tính năng chính của tế bào này là cảm biến mọi loại ánh sáng như hồng ngoại, bức xạ điện từ trong phạm vi gần. Hơn nữa, tế bào quang điện này còn có tác dụng đo được cường độ ánh sáng.

Các loại tế bào quang điện hiện nay

Theo khảo sát từ nhiều nguồn thì giá thành đầu tư hệ thống điện năng lượng mặt trời khá đa dạng. Đó chính là do xuất phát từ cấu tạo bên trong của pin. Tùy theo tế bào quang điện là mono hay poly sẽ có giá thành đầu tư khác nhau.

Tế bào mono

Tế bào mono của tấm pin năng lượng mặt trời được làm từ silicon dạng đơn tinh thể. Chúng có độ tinh khiết khá cao với hình dáng là các hình bát giác được cắt bớt góc cạnh. Vì thế mà giá thành cũng đắt hơn so với các tế bào khác.

Nếu pin năng lượng mặt trời được lắp từ các tế bào mono chúng ta sẽ quan sát được hoa văn hình kim cương nhỏ có màu trắng. Ưu điểm nổi bật của dạng tế bào quang điện này chính là hiệu suất sử dụng cao trong thời gian dài. Vì thế, ngay cả khi điều kiện ánh sáng yếu thì đèn mặt trời vẫn phát sáng tốt.

Tuy nhiên, giá thành đầu tư thiết bị này khá đắt. Đổi lại, chúng ta sẽ được tối ưu hóa hiệu suất và cắt giảm bớt các chi phí của những thành phần cấu tạo khác. Nếu chúng ta thường xuyên sử dụng mọi thiết bị điện thì nên chọn tế bào quang điện này. Chúng sẽ không làm gián đoạn quá trình hoạt động.

Tế bào poly

Tế bào quang điện poly được làm từ các tế bào silicon dạng đa tinh thể. Qua quá trình đun nóng chảy khối silicon lớn. Sau đó làm mát và đông cứng lại để được khối vuông. Khuyết điểm của tế bào quang điện poly chính là tạo ra hiệu suất kém. Vì thế, cần phải cân nhắc khi chọn pin năng lượng mặt trời có cấu tạo từ tế bào poly.

So với tế bào mono thì poly được sử dụng phổ biến hơn. Về ưu điểm thì tế bào poly giúp tiết kiệm chi phí khi giá đầu tư thấp, ít tốn kém phí lắp đặt nên mọi đối tượng đều có thể sử dụng nguồn điện mặt trời này. Bên cạnh đó, tế bào poly còn có ưu điểm về mức độ giãn nở tốt, chịu được nhiệt độ cao và quá trình sản xuất đơn giản.

Nguyên lý hoạt động của tế bào quang điện

Tế bào quang điện dù là mono hay poly vẫn có hai lớp. Đó chính là cực âm và cực dương. Tác dụng chính của hai cực này chính là dùng để tạo ra điện trường. Nguồn ánh sáng mặt trời sẽ tạo ra các hạt năng lượng nhỏ ở dạng photon. Các tế bào quang điện sẽ hấp thu chúng. Đồng thời giải phóng ra electron và dẫn nó xuống đáy của tế bào quang điện. Tiếp tục là đi qua các đường dẫn bằng kim loại để tạo ra điện.

Về các bộ phận lắp đặt đi kèm của hệ thống điện năng lượng mặt trời vẫn tuân theo quy trình hoạt động này. Pin sẽ hấp thụ ánh nắng mặt trời, qua bộ phận chuyển đổi để tạo thành nguồn điện. Từ đó cấp điện cho mọi thiết bị gắn kèm hoạt động được. Các thiết bị như máy móc, đồ gia dụng điện gia đình vẫn chạy ổn định với nguồn điện tạo ra từ mặt trời.