Quá trình cải thiện hiệu suất pin mặt trời

Quá trình cải thiện hiệu suất pin mặt trời
Hiệu suất của pin mặt trời được cải thiện đáng kể khi so sánh với các công nghệ trước đây.
Nhóm nghiên cứu đã tối ưu hóa thiết kế của pin mặt trời silic.
Pin mặt trời ra đời cách đây hơn 100 năm. Tuy nhiên, pin mặt trời thời kỳ đầu hoạt động kém hiệu quả, nên không được sử dụng rộng rãi. biến tần 3 pha 380v được nhiều người lựa chọn.
Hiệu suất của chúng dần được cải thiện khi phát triển các tế bào quang điện làm từ tinh thể silic (Si).
Tuy nhiên, hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện của chúng thấp hơn 1% nên tính ứng dụng thực tế không cao. Biến tần 3 pha 220V ngày càng phổ biến.

Những nghiên cứu về hiệu ứng quang điện của selen tiếp tục diễn ra trong nhiều năm sau đó và các nhà khoa học cũng tìm ra một số ứng dụng cụ thể, nhưng chúng đều không được sử dụng rộng rãi.
Nhà nghiên cứu chất bán dẫn đã có những khám phá mới là tiền đề để chế tạo pin mặt trời silic.
Khi nghiên cứu một số mẫu tinh thể silic, ông nhận thấy một mẫu đặc biệt có vết nứt ở chính giữa.
Điều thú vị là dòng điện có thể chạy qua mẫu vật này khi nó tiếp xúc với ánh sáng.
Vết nứt đánh dấu ranh giới giữa hai vùng tinh thể silic chứa mức độ tạp chất khác nhau và chúng tích điện trái dấu.
Điện tích dương dư thừa tích tụ ở một bên của lớp chuyển tiếp p – n và điện tích âm dư thừa tích tụ ở bên còn lại tạo ra điện trường.
Khi tinh thể silic kết nối với mạch điện kín, photon ánh sáng chiếu vào nó có thể đánh bật các electron trong mạng tinh thể để tạo ra dòng điện (dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện).
Điện mặt trời là một trong những nguồn năng lượng hứa hẹn nhất.
Những tấm pin mặt trời silic đầu tiên đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng khoảng 6%.
Đây là sự tiến bộ lớn so với bất kỳ loại pin mặt trời nào khác được chế tạo trước đó.
Pin mặt trời silic ra đời đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên mới, cuối cùng sẽ dẫn đến việc thực hiện một trong những giấc mơ lớn nhất của con người – đó là việc khai thác năng lượng gần như vô hạn của Mặt trời để sử dụng cho nền văn minh nhân loại.
Ngày nay, pin mặt trời được sử dụng khá phổ biến, từ việc cung cấp năng lượng cho các vệ tinh, ôtô, máy bay, tàu vũ trụ,…cho đến những tấm pin mặt trời lắp đặt trên mái nhà để cấp điện cho từng hộ gia đình.
Những thiết kế mới và vật liệu tiên tiến đã giúp pin mặt trời đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện trên 40%.
Nhưng không dừng lại ở đó, các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu, phát triển những tấm pin mặt trời hiện đại hơn với mục tiêu giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả hoạt động, làm tăng khả năng cạnh tranh của năng lượng mặt trời so với nhiên liệu hóa thạch.