Nguyên tắc phát điện của tấm pin mặt trời

Mặt trời chiếu sáng trên ngã ba PN bán dẫn, tạo thành một cặp electron lỗ mới. Theo tác động của điện trường của ngã ba PN, lỗ chảy từ vùng P đến vùng N và điện tử chảy từ vùng N đến vùng P. Khi mạch được kết nối, dòng điện được hình thành. Đó là cách hiệu ứng quang điện hoạt động của pin mặt trời.

Phản lượng năng lượng mặt trời Có hai loại sản xuất năng lượng mặt trời, một là chế độ chuyển đổi nhiệt điện nhẹ, một loại còn lại là chế độ chuyển đổi điện nhẹ trực tiếp.

(1) Phương pháp chuyển đổi nhiệt điện nhẹ sử dụng năng lượng nhiệt được tạo ra bởi bức xạ mặt trời để tạo ra điện. Nói chung, năng lượng nhiệt hấp thụ được chuyển đổi thành hơi nước của môi trường làm việc bởi bộ thu năng lượng mặt trời, và sau đó tuabin hơi nước được điều khiển để tạo ra điện. Quá trình trước đây là quá trình chuyển đổi nhiệt nhẹ; Quá trình thứ hai là quá trình chuyển đổi điện - điện.

(2) Hiệu ứng quang điện được sử dụng để chuyển đổi năng lượng bức xạ mặt trời trực tiếp thành năng lượng điện. Thiết bị cơ bản của chuyển đổi quang điện là pin mặt trời. Tế bào mặt trời là một thiết bị chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện do hiệu ứng điện áp quang hóa. Nó là một photodiode bán dẫn. Khi mặt trời chiếu vào photodiode, photodiode sẽ biến năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện và tạo ra dòng điện. Khi nhiều ô được kết nối theo chuỗi hoặc song song, một mảng các pin mặt trời có công suất đầu ra tương đối lớn có thể được hình thành.

Hiện tại, silicon tinh thể (bao gồm polysilicon và silicon đơn tinh thể) là vật liệu quang điện quan trọng nhất, thị phần của nó là hơn 90%, và trong tương lai trong một thời gian dài vẫn sẽ là vật liệu chính của pin mặt trời.

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

Nhu cầu polysilicon chủ yếu đến từ chất bán dẫn và pin mặt trời. Theo các yêu cầu độ tinh khiết khác nhau, được chia thành mức điện tử và mức năng lượng mặt trời. Trong số đó, polysilicon cấp điện tử chiếm khoảng 55%, polysilicon ở cấp độ năng lượng mặt trời chiếm 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 sự phát triển của polysilicon bán dẫn, và dự kiến ​​nhu cầu về polysilicon mặt trời sẽ vượt quá mức polysilicon cấp điện tử vào năm 2008.

Năm 1994, tổng sản lượng pin mặt trời trên thế giới chỉ là 69MW, nhưng vào năm 2004, nó đã tăng gần 1200MW, tăng gấp 17 lần chỉ trong 10 năm. Các chuyên gia dự đoán rằng ngành công nghiệp quang điện mặt trời sẽ vượt qua năng lượng hạt nhân là một trong những nguồn năng lượng cơ bản quan trọng nhất trong nửa đầu thế kỷ 21.