Tìm hiểu tế bào quang điện trong pin mặt trời

Tế bào quang điện (Solar Cell) là gì?

Hệ thống điện mặt trời được cấu tạo từ nhiều bộ phận khác nhau, trong đó có tấm pin mặt trời là thiết bị quan trọng nhất được sử dụng để hấp thụ ánh sáng và chuyển hóa thành điện năng. Tế bào quang điện hay còn gọi là Solar cell là một thiết bị điện được làm từ silicon dạng tinh thể. Trên bề mặt tế bào quang điện được phủ các đường dẫn bằng kim loại để thu thập các electron sinh ra bởi hiệu ứng quang điện. Tế bào quang điện được sử dụng để biến đổi quang năng thành điện năng. Cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở của tế bào quang điện thay đổi phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu lên chúng. Thông thường mỗi tấm pin mặt trời có chứa từ 60-70 tế bào quang điện. Mỗi một tế bào silicon này có thể tạo ra điện áp mạch hở tối đa 0,5 – 0,6 V.

Cấu tạo của tế bào quang điện

Ở bề mặt tế bào quang điện phủ các đường dẫn bằng kim loại nhằm thu electron tạo ra hiệu ứng quang điện, đem đến sự biến đổi quang năng thành điện năng. Tế bào quang điện gồm các thành phần sau:

- Anôt: Đây là vòng dây kim loại.

- Catôt: Dạng một chỏm cầu bằng kim loại.

- Tấm Pin năng lượng mặt trời 

Nguyên lý hoạt động của tế bào quang điện diễn ra như thế nào?

Tế bào quang điện gồm 2 lớp cơ bản: 1 cực âm, 1 cực dương để sản sinh ra từ trường. Chúng hoạt động trong môi trường có ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo. Khi các hạt năng lượng proton nhỏ từ ánh sáng mặt trời hấp thụ vào tế bào sẽ giải phóng các electron. Sau đó dẫn nó xuống đáy của tế bào và đi qua các đường dẫn kim loại, tạo ra dòng điện. Tế bào quang điện thường hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hay ánh sáng nhân tạo. Chúng có khả năng cảm biến ánh sáng, điển hình như cảm biến hồng ngoại, phát hiện ánh sáng hoặc bức xạ điện từ khác gần phạm vi nhìn thấy được hay có thể đo cường độ ánh sáng.

 Phân loại tế bào quang điện

Tế bào quang điện thường được sử dụng với 2 loại là: Mono và Poly

Tế bào quang điện Mono

- Có cấu tạo gồm các silicon đơn tinh thể tinh khiết

- Tế bào Moni có giá đắt hơn các loại tế bào khác

- Tập hợp gồm tế bào Mono đơn giúp tối ưu hóa hiệu suất, giảm chi phí thành phần.

- Hiệu suất của nó thường cao, có thể dùng trong thời gian dài lâu.

Tế bào quang điện Poly

- Có cấu tạo gồm các silocon đa tinh thể, được tạo ra từ các silocon vuồng đúc nóng chảy, được làm mát và cứng lại.

- Tế bào này thường giản nở và chịu nhiệt tốt, ít tốn kém.

- Hiệu suất của nó kém hơn tấm Mono một phần bởi chi phí sản xuất thấp.

So sánh Solar Cell và Solar Panel

- Solar Panel chính là tấm pin năng lượng mặt trời

- Solar Cell là lớp tế bào quang điện bên trong Solar Panel, các Solar Panel là sự kết hợp của nhiều Solar Cell. 

- Solar Panel có vai trò khuếch đại, bảo vệ và điều khiển

- Solar Cells và Solar Panels làm việc cùng nhau để sản xuất điện cân thiết cho việc sử dụng các thiết bị điện. cho ngôi nhà của bạn. 

Ứng dụng tế bào quang điện trong đời sống hiện nay

- Tế bào quang điện có thể cảm biến ánh sáng, chiếu sáng sân vườn.

- Sử dụng để thay pin cho máy tính, đồng hồ…

- Sản xuất điện và cung cấp năng lượng cho nhà máy điện.

- Lắp cho các thiết bị, phương tiện đi lại sử dụng năng lượng mặt trời.

Tạm kết

Bài viết trên đã giúp chúng ta tìm hiểu rõ hơn về tế bào quang điện. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà bạn có thể lựa chọn loại tế bào quang điện phù hợp nhất. Nếu nhu cầu sử dụng của bạn không quá cao thì tế bào quang điện Poly là sự lựa chọn phù hợp, nhưng nếu bạn đặt nặng chất lượng, sự bền bỉ theo thời gian thì hãy sử dụng tế bào quang điện Mono. Với các tấm Pin năng lượng mặt trời hiện nay đang sử dụng các tế bào quang điện Mono.

>>Xem thêm:

1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời
2. Ưu nhược điểm của điện năng lượng mặt trời