Nguyên lý phát điện của tấm pin mặt trời

Ánh sáng mặt trời chiếu vào tiếp giáp PN bán dẫn, tạo thành một cặp electron-lỗ trống mới. Dưới tác động của điện trường trên tiếp giáp PN, lỗ trống di chuyển từ vùng P sang vùng N, và electron di chuyển từ vùng N sang vùng P. Khi mạch được kết nối, dòng điện được hình thành. Đó là cách hoạt động của pin mặt trời hiệu ứng quang điện.

Sản xuất điện năng bằng năng lượng mặt trời Có hai loại sản xuất điện năng bằng năng lượng mặt trời, một là chế độ chuyển đổi quang-nhiệt-điện, loại còn lại là chế độ chuyển đổi quang-điện trực tiếp.

(1) Phương pháp chuyển đổi quang-nhiệt-điện sử dụng năng lượng nhiệt do bức xạ mặt trời tạo ra để tạo ra điện. Thông thường, năng lượng nhiệt hấp thụ được chuyển đổi thành hơi nước của môi trường làm việc thông qua bộ thu năng lượng mặt trời, sau đó tua bin hơi được dẫn động để tạo ra điện. Quá trình trước là quá trình chuyển đổi quang-nhiệt; quá trình sau là quá trình chuyển đổi nhiệt-điện.

(2) Hiệu ứng quang điện được sử dụng để chuyển đổi trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời thành năng lượng điện. Thiết bị cơ bản của quá trình chuyển đổi quang điện là pin mặt trời. Pin mặt trời là thiết bị chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện nhờ hiệu ứng quang điện. Nó là một điốt quang bán dẫn. Khi mặt trời chiếu vào điốt quang, điốt quang sẽ biến năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện và tạo ra dòng điện. Khi nhiều pin được kết nối nối tiếp hoặc song song, có thể tạo thành một mảng pin mặt trời hình vuông với công suất đầu ra tương đối lớn.

Hiện nay, silic tinh thể (bao gồm silic đa tinh thể và silic đơn tinh thể) là vật liệu quang điện quan trọng nhất, chiếm thị phần hơn 90% và trong tương lai dài hạn vẫn sẽ là vật liệu chủ đạo của pin mặt trời.

Trong một thời gian dài, công nghệ sản xuất vật liệu polysilicon đã bị kiểm soát bởi 10 nhà máy của 7 công ty ở 3 quốc gia như Hoa Kỳ, Nhật Bản và Đức, tạo thành thế phong tỏa công nghệ và độc quyền thị trường.

Nhu cầu polysilicon chủ yếu đến từ chất bán dẫn và pin mặt trời. Theo yêu cầu về độ tinh khiết khác nhau, polysilicon được chia thành cấp điện tử và cấp năng lượng mặt trời. Trong đó, polysilicon cấp điện tử chiếm khoảng 55%, polysilicon cấp năng lượng mặt trời chiếm khoảng 45%.

Với SỰ PHÁT TRIỂN nhanh chóng của ngành công nghiệp QUANG ĐIỆN, nhu cầu về polysilicon trong pin mặt trời đang tăng nhanh hơn so với sự phát triển của polysilicon bán dẫn và dự kiến ​​nhu cầu về polysilicon mặt trời sẽ vượt quá nhu cầu về polysilicon cấp điện tử vào năm 2008.

Năm 1994, tổng sản lượng pin mặt trời trên toàn thế giới chỉ đạt 69 MW, nhưng đến năm 2004 đã đạt gần 1.200 MW, tăng gấp 17 lần chỉ trong 10 năm. Các chuyên gia dự đoán ngành công nghiệp quang điện mặt trời sẽ vượt qua năng lượng hạt nhân để trở thành một trong những nguồn năng lượng cơ bản quan trọng nhất trong nửa đầu thế kỷ 21.