Pin mặt trời LÀ GÌ và chúng được tạo thành từ những vật liệu nào?

Một câu hỏi thường gặp là pin mặt trời thực sự được làm bằng gì và chúng được tạo ra như thế nào. Xét cho cùng, bản thân các tấm pin mặt trời được tạo thành từ nhiều pin mặt trời, tất cả đều có tác dụng hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển hóa thành điện năng. Nalutata đưa bạn nhưng kiến thức về pin mặt trời là gì, chúng được tạo ra như thế nào và các vật liệu khác nhau mà chúng có thể được tạo thành.

Pin mặt trời LÀ GÌ và chúng được tạo thành từ những vật liệu nào?


Pin mặt trời là gì?

Pin mặt trời còn được gọi là tế bào quang điện (PV), có tác dụng tạo ra điện năng trực tiếp từ ánh sáng mặt trời. Điều này khác với tế bào nhiệt quang điện (PVT. Các tế bào quang điện được kết nối bằng điện và được sắp xếp gọn gàng thành một khung lớn được gọi là tấm pin mặt trời. Các tế bào năng lượng mặt trời thực tế được làm bằng chất bán dẫn silicon hấp thụ ánh sáng mặt trời và sau đó chuyển nó thành điện năng.

Hiện tại, các tấm pin mặt trời được sử dụng cho mục đích sinh hoạt chỉ có thể lấy khoảng 20% lượng ánh sáng mặt trời mà chúng nhận được và biến nó thành điện năng. Đây là những gì được gọi là hiệu quả năng lượng mặt trời. Có một số dạng pin mặt trời khác có sẵn được sử dụng cho mục đích thương mại và công nghiệp. Chúng có thể có xếp hạng hiệu quả lên đến 40%, nhưng chúng có xu hướng đắt hơn

Một trong những điều tuyệt vời về công nghệ năng lượng mặt trời là thực tế là những tiến bộ trong lĩnh vực này không ngừng được tạo ra, nâng cao chất lượng và hiệu quả tổng thể. Dự kiến, điều này sẽ chỉ tăng lên khi được nghiên cứu và phát triển thêm. Tương tự như vậy, khi những khía cạnh này tăng lên, giá của các tấm pin mặt trời dự kiến sẽ tiếp tục giảm - khiến người dùng tiếp cận dễ dàng hơn

Làm thế nào pin mặt trời được tạo ra?

·         Làm sạch silicon

 silicon dioxide  được đưa vào lò điện hồ quang. Tiếp theo, một hồ quang carbon được áp dụng để giải phóng oxy. Các sản phẩm thu được là carbon dioxide và silicon nóng chảy. Điều này sẽ tạo ra silicon chỉ có 1% tạp chất, rất hữu ích trong một số ngành công nghiệp. Tuy nhiên, nó vẫn chưa đủ tinh khiết cho pin mặt trời.

 

Silicon, hiện ở độ tinh khiết 99%, thậm chí không được tinh chế bằng cách sử dụng một thứ gọi là floating zone technique. Một thanh silicon không tinh khiết được đưa qua một vùng được nung nóng nhiều lần theo cùng một hướng. Những gì quy trình làm là kéo các tạp chất về một đầu với mỗi lần vượt qua. Tại một thời điểm nhất định, silicon sẽ được coi là tinh khiết và phần không tinh khiết sẽ bị loại bỏ.


                                              ảnh minh họa quy trình sản xuất pin mặt trời

·         Tạo silicon đơn tinh thể

Pin mặt trời được làm từ silicon. Đây là những cấu trúc đa tinh thể có cấu trúc nguyên tử của một tinh thể đơn lẻ. Phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để tạo đại lộ được gọi là phương pháp Czochralski. Trong quá trình này, một tinh thể hạt của silicon được nhúng vào silicon đa tinh thể nóng chảy. Khi tinh thể hạt được rút ra, nó sẽ quay, có nghĩa là một thỏi hình trụ, là đường viền, bằng silicon, được hình thành. Thỏi hoàn toàn tinh khiết, vì tất cả các tạp chất còn lại trong chất lỏng

·         Làm tấm silicon

Các tấm silicon từ quầy hàng được cắt từng miếng bằng cách sử dụng một cái cưa tròn, Một chiếc cưa kim cương là tốt nhất để cắt ,được cắt thành hình chữ nhật hoặc hình lục giác. Những hình dạng này đôi khi được sử dụng trong pin mặt trời vì chúng có thể được lắp với nhau một cách hoàn hảo, tận dụng tất cả không gian có sẵn trên bề mặt của pin mặt trời. Tiếp theo, các tấm được đánh bóng để loại bỏ bất kỳ vết cưa nào, mặc dù một số nhà sản xuất đã chọn để lại những vết này vì người ta phát hiện ra rằng các tế bào thô hơn có thể hấp thụ ánh sáng hiệu quả hơn.

·         Quá trình pha tạp (doping) :

Các nguyên tử photpho đào bên trong silicon xốp hơn vì nó gần như trở thành chất lỏng. Nhiệt độ và thời gian cho quá trình này được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo đường nối đồng nhất và có độ sâu thích hợp. Các Silicon tinh khiết được pha tạp với phốt pho và boron để tạo ra lượng electron dư thừa và sự thiếu hụt electron tương ứng sẽ tạo chất bán dẫn có khả năng dẫn điện. Sau quá trình này các tấm bán dẫn được hàn kín lại và đặt trong lò nung để gia nhiệt nhẹ nhàng dưới điểm nóng chảy của silic (2.570 độ F hay 1.410 độ C) với sự hiện diện của khí photpho.

Thời gian gần đây, người ta pha tạp silicon với photpho bằng cách sử dụng máy gia tốc hạt nhỏ để bắn các ion phốt pho vào thỏi. Bằng việc kiểm soát tốc độ của các ion, có thể kiểm soát được độ sâu thâm nhập của chúng.

·         Đặt các tiếp điểm điện

Tiếp điểm điện được sử dụng để kết nối từng pin mặt trời với pin khác, cũng như với bộ thu dòng điện được tạo ra. Lớp tiếp xúc cần phải cực kỳ mỏng để chúng không cản ánh sáng mặt trời chiếu vào tế bào. Các kim loại như palladium hoặc đồng được làm bay hơi chân không qua chất cản quang hoặc lắng đọng trên phần tiếp xúc của tế bào đã được bao phủ một phần bằng sáp. Sau khi các điểm tiếp xúc đã được đặt đúng vị trí, các dải mỏng được đặt giữa các ô. Các dải được sử dụng phổ biến nhất là đồng tráng thiếc.

·         Lớp phủ chống phản chiếu

Silicon nguyên chất có độ sáng bóng tự nhiên, cho phép nó phản chiếu tới 35% ánh sáng mặt trời chiếu vào. Để giảm lượng ánh sáng mặt trời bị mất đi, một lớp phủ chống phản xạ được phủ lên tấm silicon. Các loại lớp phủ được sử dụng phổ biến nhất là titanium dioxide và silicon oxide. Vật liệu được sử dụng cho lớp phủ hoặc được nung nóng cho đến khi các phân tử của nó sôi lên và di chuyển đến silicon để ngưng tụ hoặc vật liệu trải qua Trong quá trình phún xạ, điện áp cao đập các phân tử ra khỏi chất liệu và để chúng vào silicon ở điện cực. Một phương pháp khác cho phép silicon phản ứng với các khí có chứa oxy hay nitơ để hình thành silicon dioxit hay silicon nitride.

·       Đóng gói tế bào thành tấm pin

Các tế bào được phủ một chất chống phản xạ để chúng không phản xạ lại ánh sáng mặt trời sau khi hoàn thành được đóng gói lại tạo thành các modul và được đặt vào khung kim loại bằng nhôm có tấm ốp mặt sau tạo nên sự chắc chắn cho pin cùng tấm kính bằng nhựa siêu nhẹ, có độ bền cao. Bên trong khung kim loại là vật liệu bảo vệ gồm cao su chứa silicon trong suốt hay nhựa butyryl liên kết xung quanh các tế bào, sau đó nhúng trong etylen vinyl axetat.

Xêm thêm  
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tấm pin mặt trời

Vật liệu tìm thấy trong pin mặt trời

Tế bào năng lượng mặt trời đa tinh thể

Tế bào đơn tinh thể

Pin mặt trời màng mỏng

Công ty cổ phần công nghệ và thương mại Nalutata

Địa chỉ: 686 Hoàng Sa, Đông Anh, TP Hà Nội.

Phone : 0986 388 665 – 0984 62 62 84.

Email : nalutata.com@gmail.com

Website : https://nalutata.com

 

Hotline Facebook Z Zalo
0962 382 950
0962 382 950