Những năm trở lại đây thị trường pin năng lượng mặt trời luôn sôi động bởi những công nghệ pin liên tục được cập nhật thường xuyên. Với hàng ngàn tấm pin năng lượng khác nhau trên thị trường. Thật khó để chúng ta xác định được chất lượng của những tấm pin này trong tương lai. Vì vậy mà nhiều nhà sản xuất pin năng lượng mặt trời hiện nay đã sử dụng những cải tiến mới nhằm nâng cao hiệu quả và tuổi thọ của tấm pin. Bài viết dưới đây là một phát minh mới về công nghệ pin mặt trời khi có thể dán trực tiếp lên mái nhà. Nghiên cứu này cho thấy, đây là những tấm pin có khả năng chống ăn mòn và chống thấm hiệu quả. Cùng tìm hiểu chi tiết qua bài viết ngay sau đây nhé!
Lịch sử phát triển của pin năng lượng mặt trời
Năm 1839, một nhà vật lý người Pháp đã phát hiện ra hiệu ứng quang điện tại phòng thí nghiệm của cha mình. Tuy nhiên pin năng lượng được tạo thành chính thức vào năm 1883 bởi Charles Fritts. Thiết bị chỉ đạt hiệu suất chuyển đổi 1%. Vào năm 1888, một nhà khoa học người Nga đã tạo ra tấm pin đầu tiên dựa vào hiệu ứng quang điện.
Năm 1905, nhà bác học Albert Einstein đã giải thích được hiệu ứng quang điện. Sau cùng người được xem là đã tạo ra pin năng lượng mặt trời đầu tiên trên thế giới Russel Ohl vào năm 1946. Và được phát triển áp dụng trong đời sống bởi Gerald Pearson, Calvin Fuller và Daryl Chapin. Năm 1958, vệ tinh Vanguard 1 được phóng vào không gian sử dụng pin mặt trời để cung cấp năng lượng hoạt động. Nhờ sự kiện này, pin năng lượng mặt trời được quan tâm đặc biệt
Nền tảng khoa học để chế tạo pin mặt trời
Cơ sở chế tạo pin năng lượng mặt trời dựa hoàn toàn vào lý thuyết nền tảng vật lý bán dẫn và hiện tượng quang điện. Các pin năng lượng phổ biến hiện nay được chế tạo bằng tinh thể silic dạng đa tinh thể. Nguyên tố này thuộc nhóm IV-A trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và phổ biến thứ 2 sau oxy. Có 4 electron lớp ngoài cùng.
Silic là chất bán dẫn, nên ở thể rắn. Tính chất dẫn điện của nó sẽ phụ thuộc vào mức năng lượng. Năng lượng photon từ ánh sáng nhận được (lý thuyết cơ học lượng tử) để kích thích các electron ở lớp N tách khỏi vị trí của nó. Và để lại một lỗ trống di chuyển về lớp P. Lúc này electron có thể di chuyển tự do. Hiện tượng này tiếp diễn liên tục khi có nguồn ánh sáng chiếu vào sẽ hình thành dòng chảy electron (dòng điện).
Singapore nghiên cứu pin mặt trời dán trực tiếp lên mái nhà
Sau 5 năm nghiên cứu, công ty Maxeon Solar Technology (Singapore) phát triển loại pin mặt trời không khung, mỏng nhẹ. Cho phép lắp đặt trực tiếp trên mái nhà bằng keo. Chất lượng loại keo này được kiểm nghiệm không bị ảnh hưởng bởi ánh nắng hay mưa. Khối lượng loại pin không khung này chỉ bằng một nửa loại truyền thống. Có thể chống ăn mòn, chống thấm, hiệu suất lên tới 20,9%.
Tấm pin cũng được thiết kế để hoạt động hiệu quả trên mái nhà có bề mặt không bằng phẳng. Bởi được cấu tạo từ các tế bào silicon IBC và một số kim loại. Nên có khả năng chống ăn mòn, chống thấm và không gãy khi bị uốn cong.
Hiệu suất chuyển đổi điện năng lên tới 20,9%
Khối lượng lắp đặt của các tấm pin này khoảng 6 kg/m2. Vì vậy không cần các thiết bị hỗ trợ như khung, giá đỡ. Hiệu suất chuyển ánh nắng mặt trời thành điện năng của tấm pin tới 20,9%. Jeff Waters, Giám đốc công ty cho biết. Các mảng tế bào silicon IBC vẫn có khả năng truyền dòng điện trong bóng tối. Thậm chí có thể tạo ra điện khi các tấm khác đóng lại. “Tính năng này cùng với độ nhạy ở mức nhiệt độ cực thấp. Đảm bảo một hiệu suất chuyển đổi điện năng cao nhất có thể”, ông nói.
Với các khung đỡ pin mặt trời truyền thống thường được lắp nghiêng 12 độ để hạn chế việc thấm đọng. Việc này gia tăng chi phí và có thể tác động lực lớn vào mái nhà. Trường hợp nếu lắp khung đỡ kém chất lượng còn ảnh hưởng đến hiệu suất của pin. Đội ngũ phát triển sản phẩm đang xem xét tiềm năng sử dụng loại pin này. Dự kiến sẽ ứng dụng trên mái nhà dân cư, trang trại năng lượng mặt trời nổi và xe điện. Ông Jeff Waters cho biết, sản phẩm sẽ được lắp đặt trên một số dự án châu Âu vào nửa cuối năm nay.
Nguồn: Khoahoc.tv
