Đặc điểm của tế bào quang điện và các thông số của tế bào quang điện

Tấm pin mặt trời là đơn vị cơ bản của hệ thống tạo ra năng lượng mặt trời, nơi mà năng lượng điện được trích xuất trực tiếp từ năng lượng ánh sáng mà không cần bất kỳ quá trình trung gian nào. Việc hoạt động của một tấm pin mặt trời phụ thuộc hoàn toàn vào hiệu ứng quang điện, vì vậy nó cũng được gọi là tế bào quang điện. Tấm pin mặt trời cơ bản là thiết bị bán dẫn. Tấm pin mặt trời tạo ra điện khi có ánh sáng chiếu vào và điện áp hoặc sự chênh lệch điện thế giữa các đầu cực của tế bào được cố định ở 0,5 volt và gần như độc lập với cường độ ánh sáng chiếu vào, trong khi khả năng dòng điện của tế bào gần như tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng cũng như diện tích được phơi bày dưới ánh sáng. Mỗi tấm pin mặt trời đều có một cực dương và một cực âm giống như tất cả các loại tế bào pin khác. Thông thường, một tấm pin mặt trời hoặc tế bào quang điện có tiếp xúc phía trước âm và tiếp xúc phía sau dương. Một khớp bán dẫn p-n nằm ở giữa hai tiếp xúc này.

Khi ánh sáng mặt trời chiếu lên tế bào, một số photon của ánh sáng sẽ được hấp thụ bởi tấm pin mặt trời. Một số photon được hấp thụ sẽ có năng lượng lớn hơn khoảng cách năng lượng giữa dải valence và dải dẫn trong tinh thể bán dẫn. Do đó, một electron valence nhận năng lượng từ một photon và trở nên kích thích và nhảy ra khỏi liên kết, tạo ra một cặp electron-lỗ. Các electron và lỗ của e-h pairs được gọi là electron và lỗ do ánh sáng tạo ra. Các electron do ánh sáng tạo ra gần khớp p-n di chuyển đến bên n-type của khớp do lực tĩnh điện của trường qua khớp. Tương tự, các lỗ do ánh sáng tạo ra gần khớp di chuyển đến bên p-type của khớp do cùng lực tĩnh điện. Bằng cách này, một chênh lệch điện thế được thiết lập giữa hai bên của tế bào và nếu hai bên này được kết nối bằng mạch ngoài, dòng điện sẽ bắt đầu chảy từ cực dương đến cực âm của tấm pin mặt trời. Đây là nguyên lý làm việc cơ bản của một tấm pin mặt trời, bây giờ chúng ta sẽ thảo luận về các thông số khác của một tấm pin mặt trời hoặc tế bào quang điện, dựa trên đó để đánh giá tấm pin mặt trời. Khi chọn một tấm pin mặt trời cụ thể cho một dự án cụ thể, điều quan trọng là phải biết các thông số kỹ thuật của tấm pin mặt trời. Những thông số này cho chúng ta biết tấm pin mặt trời có thể chuyển đổi ánh sáng thành điện hiệu quả như thế nào.

Dòng điện ngắn mạch của tấm pin mặt trời

Dòng điện tối đa mà tấm pin mặt trời có thể cung cấp mà không gây hại cho cấu trúc của chính nó. Nó được đo bằng cách đo dòng điện ngắn mạch giữa các đầu cực của tế bào trong điều kiện tối ưu nhất của tế bào để tạo ra đầu ra tối đa. Tôi sử dụng thuật ngữ "điều kiện tối ưu" vì với diện tích bề mặt tế bào cố định, tốc độ sản xuất dòng điện trong một tấm pin mặt trời cũng phụ thuộc vào cường độ ánh sáng và góc mà ánh sáng chiếu vào tế bào. Vì sản xuất dòng điện cũng phụ thuộc vào diện tích bề mặt của tế bào được phơi bày dưới ánh sáng, tốt hơn là biểu thị mật độ dòng điện tối đa thay vì dòng điện tối đa. Mật độ dòng điện tối đa hoặc mật độ dòng điện ngắn mạch là tỷ lệ giữa dòng điện tối đa hoặc dòng điện ngắn mạch so với diện tích bề mặt được phơi bày của tế bào.

Trong đó, Isc là dòng điện ngắn mạch, Jsc là mật độ dòng điện tối đa và A là diện tích của tấm pin mặt trời.

Điện áp mở mạch của tấm pin mặt trời

Nó được đo bằng cách đo điện áp giữa các đầu cực của tế bào khi không có tải được kết nối với tế bào. Điện áp này phụ thuộc vào kỹ thuật sản xuất và nhiệt độ nhưng không phụ thuộc nhiều vào cường độ ánh sáng và diện tích bề mặt được phơi bày. Thường thì điện áp mở mạch của tấm pin mặt trời gần bằng 0,5 đến 0,6 volt. Nó thường được ký hiệu là Voc.

Điểm công suất tối đa của tấm pin mặt trời

Công suất điện tối đa mà một tấm pin mặt trời có thể cung cấp trong điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn. Nếu chúng ta vẽ đặc tính v-i của một tấm pin mặt trời, công suất tối đa sẽ xảy ra tại điểm uốn của đường cong đặc tính. Nó được hiển thị trong đặc tính v-i của tấm pin mặt trời bằng Pm.

Dòng điện tại điểm công suất tối đa

Dòng điện tại điểm mà công suất tối đa xảy ra. Dòng điện tại điểm công suất tối đa được hiển thị trong đặc tính v-i của tấm pin mặt trời bằng Im.

Điện áp tại điểm công suất tối đa

Điện áp tại điểm mà công suất tối đa xảy ra. Điện áp tại điểm công suất tối đa được hiển thị trong đặc tính v-i của tấm pin mặt trời bằng Vm.

Tỷ số lấp đầy của tấm pin mặt trời

Tỷ lệ giữa tích của dòng điện và điện áp tại điểm công suất tối đa so với tích của dòng điện ngắn mạch và điện áp mở mạch của tấm pin mặt trời.

Hiệu suất của tấm pin mặt trời

Nó được định nghĩa là tỷ lệ giữa công suất điện tối đa đầu ra so với công suất bức xạ đầu vào cho tế bào và được biểu thị bằng phần trăm. Được coi rằng công suất bức xạ trên Trái đất là khoảng 1000 watt/mét vuông, do đó, nếu diện tích bề mặt được phơi bày của tế bào là A thì tổng công suất bức xạ trên tế bào sẽ là 1000 A watts. Do đó, hiệu suất của một tấm pin mặt trời có thể được biểu thị như sau

Statement: Respecting the original, good articles are worth sharing, if there is infringement please contact to delete.