Tế bào quang điện là gì

Tế bào quang điện là gì?

Nói đến điện tử pin quang điện là một trong những thiết bị điện, điện tử chuyển đôi năng lượng sự cố của các bức xạ. Nó lấy các bức xạ của mặt trời để có thể chuyển đổi thành hiệu ứng quang điện.

Tế bào quang điện là thành phần cơ bản của các mô-đun quang điện. Là các tấm pin mặt trời có khả năng tạo ra năng lượng điện từ bức xạ mặt trời. Do đó, đây là một trong những yếu tố cơ bản thiết yếu cho loại năng lượng tái tạo này.

Các hợp chất của vật liệu có hiệu ứng quang điện hấp thụ các photon ánh sáng và phát ra các electron. Khi các electron tự do này kết nối với nhau, kết quả là bạn sẽ có một dòng điện có thể được sử dụng làm điện.

Nhóm tế bào quang điện

Một bảng quang điện bao gồm một nhóm các tế bào quang điện hình thành. Nhóm các tế bào quang điện này tạo thành một mạng lưới các pin mặt trời được kết nối theo mạch nối tiếp; để tăng điện áp đầu ra; trong khi kết nối một số mạng song song để tăng dòng điện có khả năng cung cấp cho thiết bị. Loại dòng điện nó cung cấp là dòng điện trực tiếp .

Hiệu suất chuyển đổi trung bình thu được từ các tế bào quang điện có sẵn trên thị trường. Được sản xuất từ silicon đơn tinh thể thấp hơn so với các tế bào đa lớp, thường là gallium arsenide. Hiện tại cũng có những công nghệ mới trong sản xuất các tấm pin mặt trời không sử dụng silicon.

Mô tả về tế bào quang điện

Loại tấm silicon tinh thể với độ dày xấp xỉ 0,3 mm được sản xuất nhiều nhất hiện tại. Quá trình xây dựng là một mức độ tỉ mỉ và tinh tế để có thể đạt được sự đồng nhất trên tấm pin.

Điện trường được tạo ra từ sự phân cực khác nhau của hai vùng của tế bào quang điện. Nói chung, phần trên có một đặc tính tiêu cực và mặt tích cực để tạo ra ngã ba pn. Do đó, một trong những khu vực của tế bào quang điện của nó đã đạt được:

Hạt nhân proton:

Được gọi là p hoặc vùng dương, hoặc cực dương hoặc máy thu. Nói chung, nó đạt được bằng cách thêm vào silicon nguyên chất. Một phần nhỏ của boron chỉ có 3 electron hóa trị.

Hạt nhân nơtron:

Được gọi là n hoặc âm hay là cực âm hoặc có thể gọi là cực phát. Thường được hình thành bởi sự khuếch tán phốt pho có 5 electron trong quỹ đạo cuối cùng. Do sự khác biệt về điện tích trong vật liệu; điện trường chịu trách nhiệm đẩy các electron ra khỏi tế bào. Được tạo ra bởi bề mặt của lớp N, ngụ ý việc thiết lập một dòng điện.

Pin mặt trời được trang bị các tiếp điểm điện để truyền năng lượng mà nó tạo ra khi được chiếu sáng. Các tiếp điểm này được thiết kế theo cách phân nhánh (về phía nắng). Có hai cái chính và ngoài ra, có những nhánh nối với chúng. Để thu thập các electron tốt hơn trong toàn bộ bề mặt của tế bào.

Mục tiêu là kết hợp một tiếp xúc điện tốt; điện trở suất thấp và tạo ra bóng râm tối thiểu để các photon chạm tới vật liệu hoạt động của tế bào. Ở mặt sau, các tiếp điểm thường tạo thành một khung chặt hoặc thậm chí là một tấm liên tục; cho phép giảm giá trị của điện trở trong.

Nguyên lý hoạt động của tế bào quang điện

Khi pin mặt trời quang điện được kết nối với tải hoặc tiêu thụ; đồng thời, được chiếu sáng bởi Mặt trời. Nó tạo ra sự khác biệt tiềm năng giữa các tiếp điểm của nó; gây ra sự lưu thông của các điện tử thông qua điện tích.

Trong những điều kiện này, tế bào hoạt động như một máy phát hiện tại. Tiếp theo, chúng tôi sẽ mô tả chi tiết hơn một chút về các quy trình khác nhau có thể thực hiện được:

• Các photon chạm tới bên trong tế bào và có động năng bằng hoặc cao hơn. Tác động năng lượng hóa trị lên vật liệu và tạo ra các cặp sóng mang (lỗ điện).
• Điện trường hoặc sự khác biệt tiềm năng; được tạo ra bởi tiếp giáp pn ngăn cách các sóng mang trước khi tái hợp có thể xảy ra.

Chúng ta có thể nói rằng dòng điện được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời quang điện sẽ được chiếu sáng. Và kết nối với một điện tích là phần còn lại giữa viện kết hợp các nguyên tử electron và photon. Bạn có thể xem chi tiết phần nguyên lý hoạt động của pin năng lượng được giải thích cụ thể ở bài viết trước

Các ứng dụng của tế bào quang điện

Các tế bào quang điện đôi khi được sử dụng một mình; (chiếu sáng sân vườn, máy tính, …) hoặc được nhóm trong các tấm pin mặt trời quang điện.

Chúng được sử dụng để thay thế pin (năng lượng đắt nhất cho người dùng); các tế bào đã xâm chiếm máy tính, đồng hồ, thiết bị, v.v.

Có thể tăng phạm vi sử dụng của nó bằng cách lưu trữ nó bằng ( pin ngưng hoặc pin điện ). Khi được sử dụng với một thiết bị để lưu trữ năng lượng; một diode phải được đặt thành chuỗi để ngăn việc xả hệ thống vào ban đêm.

Chúng được sử dụng để sản xuất điện cho nhiều ứng dụng (vệ tinh, đồng hồ đỗ xe, …); và để cung cấp năng lượng cho nhà hoặc trong mạng công cộng. Trong trường hợp trạm năng lượng mặt trời quang điện.