Các nguyên tắc chính và lợi thế của việc phát điện quang điện

Phát điện quang điện là công nghệ chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành điện năng bằng hiệu ứng quang điện ở bề mặt bán dẫn. Nó chủ yếu bao gồm ba phần: tấm pin mặt trời, bộ điều khiển và bộ biến tần. Các thành phần chính là linh kiện điện tử. Sau khi các pin mặt trời được kết nối nối tiếp, chúng có thể được đóng gói và bảo vệ để tạo thành các mô-đun pin mặt trời diện tích lớn, sau đó có thể kết hợp với bộ điều khiển nguồn và các bộ phận khác để tạo thành các thiết bị phát điện quang điện.

Nguyên lý chính của việc tạo ra năng lượng quang điện là hiệu ứng quang điện của chất bán dẫn. Khi photon chiếu xạ vào kim loại, năng lượng của chúng có thể bị các electron trong kim loại hấp thụ hoàn toàn. Năng lượng được hấp thụ bởi các electron đủ lớn để thắng được lực Coulomb bên trong nguyên tử kim loại để thực hiện công và thoát ra khỏi bề mặt kim loại để trở thành các quang điện tử. Nguyên tử silicon có bốn electron bên ngoài. Nếu silicon nguyên chất được pha tạp với các nguyên tử có năm electron bên ngoài, chẳng hạn như nguyên tử phốt pho, thì nó sẽ trở thành chất bán dẫn loại N. Nếu silicon nguyên chất được pha tạp với các nguyên tử có ba electron bên ngoài, chẳng hạn như nguyên tử boron, nó sẽ tạo thành chất bán dẫn loại P. Khi loại P và loại N kết hợp với nhau, bề mặt tiếp xúc sẽ tạo thành một hiệu điện thế, trở thành pin mặt trời. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào tiếp giáp pn, dòng điện chạy từ phía loại P sang phía loại N, tạo thành dòng điện.

Hiệu ứng quang điện là một hiện tượng quan trọng và kỳ diệu trong vật lý. Dưới sự chiếu xạ của sóng điện từ trên một tần số nhất định (được gọi là tần số giới hạn), các electron trong một số chất sẽ hấp thụ năng lượng và thoát ra để tạo thành dòng điện, gọi là quang điện. Sơ đồ sản xuất năng lượng quang điện cho thấy silicon đa tinh thể được xử lý thành các tấm silicon thông qua các quá trình như đúc phôi, bẻ phôi và cắt lát. Doping và khuếch tán một lượng nhỏ boron, phốt pho, v.v. Một điểm nối pn sẽ được hình thành trên tấm wafer silicon. Sau đó, thông qua in lụa, hỗn hợp bạc đã được chuẩn bị tinh xảo sẽ được in trên tấm silicon để tạo thành các đường lưới. Sau khi thiêu kết, nó cũng được chế tạo thành một điện cực phía sau, và một lớp phủ chống phản chiếu được phủ lên bề mặt bằng các đường lưới để tạo thành các tế bào pin. Pin được sắp xếp và kết hợp tạo thành một module pin, tạo thành một bảng mạch lớn. Thông thường, các bộ phận được bao quanh bởi khung nhôm, mặt trước phủ kính và các điện cực ở mặt sau. Với các bộ phận pin và thiết bị phụ trợ khác, một hệ thống phát điện có thể được hình thành. Để chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều cần lắp đặt bộ biến tần. Sau khi phát điện, nó có thể được lưu trữ trong pin hoặc đưa vào lưới điện công cộng. Trong chi phí của hệ thống phát điện, các bộ phận của pin chiếm khoảng 50%, trong khi bộ chuyển đổi dòng điện, chi phí lắp đặt, các bộ phận phụ trợ khác và các chi phí khác chiếm thêm 50%.