Tế bào mặt trời silicon là gì?

Tế bào mặt trời là các thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.Để hoạt động đúng, các tế bào phải được phủ một vật liệu bán dẫn có thể hấp thụ ánh sáng.Tế bào mặt trời Silicon là pin mặt trời được phủ silicon và là loại phổ biến nhất được sử dụng.Các ô này được kết nối trong chuỗi gọi là các mô -đun và các mô -đun được kết nối với nhau để tạo thành một mảng tạo ra điện áp mong muốn.Chúng sau đó được đặt vào một thùng chứa bảo vệ phía sau các tấm kính hướng ánh sáng mặt trời đến các tế bào. Khi ánh sáng chiếu vào bảng điều khiển năng lượng mặt trời, các photon được hấp thụ bởi vật liệu bán dẫn.Các electron bị gõ lỏng và chảy qua vật liệu sản xuất điện.Một mảng pin mặt trời silicon chuyển đổi năng lượng này thành điện trực tiếp (DC).Trong một hệ thống tích hợp, điện sau đó được đưa vào lưới điện bằng cách sử dụng biến tần.Các sản phẩm năng lượng mặt trời độc lập lưu trữ điện trong pin. Trong khi silicon là một yếu tố rất phổ biến, nó thường bị ràng buộc trong silica.Silicon tinh khiết phải được chiết xuất từ silica, và sau đó được xử lý để tăng độ dẫn của nó.Silicon tinh khiết là một chất dẫn điện kém, nhưng khi một số tạp chất được thêm vào, thường là các nguyên tử phốt pho, nó trở thành một dây dẫn tuyệt vời.Việc xử lý này chi tiêu rất nhiều năng lượng và chịu trách nhiệm cho chi phí cao của pin mặt trời silicon.Các tế bào được sản xuất theo truyền thống sử dụng silicon đơn tinh thể ở dạng số lượng lớn được cắt thành các tấm wafer.

để giúp giảm thiểu chi phí, các nhà khoa học đã phát triển các tế bào mặt trời silicon màng mỏng.Chúng chỉ sử dụng khoảng một phần trăm của silicon mà một tế bào truyền thống sẽ sử dụng, nhưng thật không may, chúng kém hiệu quả hơn nhiều.Các tế bào được tạo ra với nhiều lớp màng mỏng đã được phát triển hiệu quả như các tế bào truyền thống đắt tiền hơn, nhưng vẫn duy trì lợi ích của chi phí thấp hơn, trọng lượng nhẹ hơn và tính linh hoạt cao hơn.Các tế bào silicon màng mỏng đa tinh thể và vô định hình là các lựa chọn bổ sung, chi phí thấp hơn. Một thách thức khác đối với các nhà khoa học là tìm cách tăng hiệu quả của pin mặt trời silicon.Ánh sáng mặt trời có một loạt các bước sóng chứa các photon với một loạt các năng lượng.Một số trong số này quá yếu hoặc quá mạnh để tạo thành cặp lỗ electron cần phải được chụp bằng vật liệu bán dẫn.Hầu hết các tế bào chỉ hiệu quả 15%, điều đó có nghĩa là chúng chỉ thu được 15% năng lượng điện có sẵn dưới ánh sáng mặt trời đi qua các tấm. Công việc đang được thực hiện trên toàn thế giới để tìm cách tăng hiệu quả và giảm chi phí củaSilicon Solar Pin.Tìm cách tăng hiệu quả màng mỏng, do đó làm giảm đáng kể chi phí, là ưu tiên của dự án nghiên cứu do Liên minh châu Âu tài trợ.Một công ty ở Nhật Bản đã phát triển pin mặt trời silicon để sử dụng trong nhiều sản phẩm có hiệu suất trung bình 25%.Boeing-Spectrolab, một tập đoàn Hoa Kỳ đã phát triển một pin mặt trời tập trung silicon có hiệu quả 40,7%. Nghiên cứu và phát triển của Mare là cần thiết trước khi năng lượng mặt trời trở thành nguồn năng lượng chính, nhưng đây là một lĩnh vực nhận được sự chú ý và tài trợ của quốc tế.Khi chi phí giảm và hiệu quả được cải thiện, năng lượng mặt trời có thể trở nên phổ biến hơn nhiều.Ngay cả với những thách thức này, pin mặt trời silicon đã được sử dụng trong nhiều sản phẩm.Chúng bao gồm các mặt hàng mỗi ngày như máy tính, đèn pin, bộ sạc điện thoại, đài phun nước và hệ thống nước nóng trong nước và thương mại.