#Tìm Hiểu Cấu Tạo Pin Mặt Trời Và Sơ Đồ Nguyên Lý Hoạt Động

Tấm pin mặt trời là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện mặt trời, được thiết kế để chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng sử dụng được. Cấu tạo của tấm pin bao gồm các tế bào quang điện chứa trong lớp nền bán dẫn, với lớp phủ bảo vệ phía trên giúp tối ưu hóa việc thu nhận ánh sáng và chuyển đổi năng lượng. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo pin mặt trời, chúng ta hãy cùng Việt Nhật Energy đến với bài viết sau đây để khám phá chi tiết nhất nhé!

1. Pin năng lượng mặt trời là gì?

Đôi nét về tấm pin năng lượng mặt trời bạn nên biết

1.1. Vật liệu để làm pin năng lượng mặt trời

Vật liệu chính của cấu tạo pin mặt trời là silicon, chiếm khoảng 90% trọng lượng của tấm pin. Silicon là một chất bán dẫn, có nghĩa là nó có thể dẫn điện trong một số điều kiện nhất định. Khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, các electron trong silicon có thể bị kích thích và di chuyển từ vùng dẫn điện sang vùng hóa trị. Sự di chuyển của các electron này tạo ra dòng điện.

Ngoài silicon, các vật liệu khác được sử dụng để làm pin năng lượng mặt trời bao gồm:

• Khung: Khung được làm bằng vật liệu nhẹ và bền, chẳng hạn như nhôm hoặc nhựa. Khung có tác dụng giữ cho tấm pin cố định và bảo vệ tấm pin khỏi bị hư hại.
• Tấm nền: Tấm nền được làm bằng vật liệu cách điện, chẳng hạn như nhựa hoặc thủy tinh. Tấm nền có tác dụng bảo vệ tế bào quang điện khỏi bị hư hại và giúp ánh sáng mặt trời truyền qua tấm pin.
• Lớp phủ: Lớp phủ được phủ trên bề mặt tế bào quang điện để giúp tăng cường hiệu suất của tấm pin. Lớp phủ có thể được làm bằng vật liệu kim loại, chẳng hạn như bạc hoặc nhôm, hoặc vật liệu hữu cơ, chẳng hạn như nhựa.

Một số vật liệu khác cũng đang được nghiên cứu để sử dụng trong cấu tạo pin năng lượng mặt trời, chẳng hạn như:

• Perovskite: Perovskite là một loại chất bán dẫn có hiệu suất cao và chi phí thấp.
• Chalcogenide: Chalcogenide là một loại chất bán dẫn có khả năng chịu nhiệt cao.
• Thủy tinh hữu cơ: Thủy tinh hữu cơ là một loại vật liệu nhẹ và trong suốt có thể được sử dụng thay thế cho thủy tinh.

Việc lựa chọn vật liệu để làm pin năng lượng mặt trời phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm hiệu suất, chi phí, độ bền và khả năng sẵn có.

1.2. Các loại pin mặt trời tinh thể silic

Các loại pin mặt trời tinh thể silic được phân loại dựa trên cấu trúc của tế bào quang điện. Có hai loại cấu tạo của pin năng lượng mặt trời chính là:

• Pin mặt trời đơn tinh thể (Monocrystalline)
• Pin mặt trời đa tinh thể (Polycrystalline)

Pin mặt trời đơn tinh thể: 

Pin mặt trời đơn tinh thể được làm từ một tinh thể silicon duy nhất, có độ tinh khiết cao. Điều này mang lại cho chúng hiệu suất cao hơn pin mặt trời đa tinh thể, với hiệu suất trung bình khoảng 20%. Tuy nhiên, pin mặt trời đơn tinh thể cũng đắt hơn pin mặt trời đa tinh thể.

Pin mặt trời đa tinh thể:

Cấu tạo pin mặt trời đa tinh thể được làm từ nhiều tinh thể silicon nhỏ, được trộn lẫn với nhau. Điều đó làm giảm độ tinh khiết của silicon, dẫn đến hiệu suất thấp hơn pin mặt trời đơn tinh thể, với hiệu suất trung bình khoảng 18%. Tuy nhiên, pin mặt trời đa tinh thể cũng rẻ hơn pin mặt trời đơn tinh thể.

2. Cấu tạo pin mặt trời

2.1. Lớp tế bào quang điện bên trong

Lớp tế bào quang điện bên trong cấu tạo tấm pin mặt trời

Lớp tế bào quang điện bên trong của tấm pin năng lượng mặt trời là bộ phận quan trọng nhất trong cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời, chịu trách nhiệm biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Tế bào quang điện được làm từ một tinh thể silicon, được phủ bằng các lớp vật liệu khác nhau, bao gồm:

• Lớp tiếp xúc phía trước: Lớp này được làm từ một kim loại dẫn điện, có tác dụng thu nhận các electron được giải phóng bởi ánh sáng mặt trời. 
• Lớp tiếp xúc phía sau: Lớp này cũng được làm từ một kim loại dẫn điện, có tác dụng thu nhận các electron di chuyển từ phía trước của tế bào quang điện.
• Lớp phủ chống phản xạ: Được làm từ một vật liệu có độ phản xạ thấp, giúp ánh sáng mặt trời truyền qua tế bào quang điện hiệu quả hơn. 
• Lớp phủ bảo vệ: Được làm từ một vật liệu chống ăn mòn và chịu nhiệt, giúp bảo vệ tế bào quang điện khỏi bị hư hại. 

2.2. Kính cường lực

Kính cường lực trong cấu trúc pin mặt trời

Kính cường lực là một loại kính được gia nhiệt và làm mát nhanh chóng để tạo ra ứng suất nén trên bề mặt của kính. Điều này làm cho kính trở nên cứng hơn, bền hơn và ít bị vỡ hơn kính thông thường. Kính cường lực thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ bền cao, chẳng hạn như cấu tạo của pin mặt trời.

Kính cường lực được sử dụng trong tấm pin năng lượng mặt trời vì một số lý do:

• Độ bền: Kính cường lực có độ bền cao hơn kính thông thường, giúp bảo vệ các tế bào quang điện bên trong tấm pin khỏi bị hư hại.
• Khả năng chống va đập: Kính cường lực có thể chịu được tác động từ mưa đá, gió mạnh và các vật thể bay.
• Khả năng chống vỡ: Khi kính cường lực bị vỡ, chúng sẽ vỡ thành các mảnh nhỏ, ít sắc bén hơn so với kính thông thường. Điều này làm giảm nguy cơ bị thương cho con người.

2.3. Tấm nền pin

Tấm nền pin trong cấu tạo của tấm pin mặt trời

Tấm nền pin của tấm pin năng lượng mặt trời là một tấm nhựa được đặt ở mặt sau của tấm pin. Tấm nền này có tác dụng bảo vệ các tế bào quang điện khỏi bị hư hại và giúp ánh sáng mặt trời truyền qua tấm pin.

Tấm nền pin thường được làm bằng vật liệu nhựa, chẳng hạn như polyvinyl fluoride (PVF), polyethylene terephthalate (PET) hoặc polypropylene (PP). Vật liệu nhựa này có độ bền cao và khả năng chống lại các tác nhân thời tiết, chẳng hạn như mưa, gió và tia cực tím. Tấm nền pin thường có màu trắng, giúp phản xạ ánh sáng mặt trời và tăng cường hiệu suất của tấm pin.

Tấm nền pin là một thành phần quan trọng của cấu tạo pin mặt trời. Chúng giúp bảo vệ các tế bào quang điện và giúp ánh sáng mặt trời truyền qua tấm pin, từ đó giúp tăng cường hiệu suất của tấm pin.

2.4. Lớp màng EVA

Cấu tạo tấm năng lượng mặt trời bao gồm lớp màng EVA

Lớp màng EVA trong cấu tạo pin năng lượng mặt trời là một lớp vật liệu polymer trong suốt được sử dụng để kết dính các tế bào quang điện với lớp kính cường lực phía trên và tấm nền phía dưới. Lớp màng EVA có hai chức năng chính là:

• Kết dính: Lớp màng EVA có độ bám dính cao, giúp kết dính các tế bào quang điện với nhau và với lớp kính cường lực và tấm nền.
• Bảo vệ: Lớp màng EVA có khả năng chống nước, chống bụi, chống tia cực tím và chống va đập, giúp bảo vệ các tế bào quang điện khỏi bị hư hại.

Lớp màn EVA thường được làm từ vật liệu Ethylene Vinyl Acetate (EVA). EVA là một loại polyme nhiệt dẻo có tính chất cơ học và hóa học tốt. EVA có khả năng chịu nhiệt độ cao, khả năng chống chịu thời tiết tốt và khả năng chống tia cực tím cao.

2.5. Khung nhôm

Cấu tạo của pin năng lượng mặt trời chắc chắn không thể bỏ qua khung nhôm vì đây là một thành phần quan trọng giúp bảo vệ và hỗ trợ tấm pin. Chúng được làm bằng nhôm, một vật liệu nhẹ, bền và chống ăn mòn. Khung nhôm thường được sơn tĩnh điện để bảo vệ khỏi các tác động của thời tiết.

Khung nhôm của tấm pin năng lượng mặt trời có hai chức năng chính:

• Bảo vệ tấm pin khỏi các tác động vật lý: Khung nhôm giúp bảo vệ tấm pin khỏi các tác động của gió, mưa, tuyết và các vật thể lạ.
• Hỗ trợ tấm pin: Khung nhôm giúp giữ cho tấm pin cố định tại vị trí và chịu được trọng lượng của tấm pin.

2.6. Hộp đấu dây

Pin năng lượng mặt trời cấu tạo bao gồm hộp đấu dây

Hộp đấu dây trong cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời là một hộp được gắn vào mặt sau của tấm pin. Chúng chứa các đầu nối điện để kết nối các tấm pin với nhau và với hệ thống điện. Hộp đấu dây thường được làm bằng nhựa hoặc kim loại và được thiết kế để bảo vệ các đầu nối khỏi thời tiết và các tác động vật lý. 

Hộp đấu dây có hai chức năng chính:

• Kết nối các tấm pin với nhau: Các tấm pin năng lượng mặt trời thường được kết nối với nhau theo chuỗi hoặc song song. Hộp đấu dây chứa các đầu nối điện để thực hiện các kết nối này.
• Kết nối các tấm pin với hệ thống điện: Hộp đấu dây chứa các đầu nối điện để kết nối các tấm pin với bộ chuyển đổi, bộ lưu trữ năng lượng hoặc tải tiêu thụ.

2.7. Đầu nối cáp MC4 và cáp điện DC

Đầu nối cáp MC4 và cáp điện DC

Đầu nối cáp MC4 trong cấu tạo pin mặt trời là một loại đầu nối điện chuyên dụng được sử dụng để kết nối các tấm pin năng lượng mặt trời với nhau. Đầu nối MC4 được thiết kế để chịu được điện áp cao (tối đa 1000 V DC) và dòng điện lớn (tối đa 30 A). Đầu nối MC4 có cấu tạo gồm hai phần:

• Nút cắm: Nút cắm được gắn vào đầu dây cáp.
• Nút rút: Nút rút được gắn vào tấm pin mặt trời.

Để kết nối hai tấm pin mặt trời bằng đầu nối MC4, chỉ cần cắm nút cắm vào nút rút. Sau đó, xoay nút cắm theo chiều kim đồng hồ để khóa chặt. Để tháo hai tấm pin mặt trời ra, chỉ cần xoay nút cắm ngược chiều kim đồng hồ.

Cáp điện DC của tấm pin năng lượng mặt trời là loại cáp được sử dụng để truyền tải điện từ các tấm pin mặt trời đến bộ hòa lưu điện. Cáp điện DC của tấm pin mặt trời thường có đường kính từ 2,5 mm² đến 6,0 mm². Cáp điện DC của tấm pin mặt trời có cấu tạo gồm ba phần:

• Lõi dẫn: Lõi dẫn được làm bằng đồng hoặc nhôm.
• Lớp cách điện: Lớp cách điện được làm bằng nhựa PVC hoặc PE.
• Lớp vỏ bảo vệ: Lớp vỏ bảo vệ được làm bằng nhựa PVC hoặc PE.

Cáp điện DC của tấm pin mặt trời cần được lựa chọn phù hợp với dòng điện và điện áp của hệ thống điện mặt trời.

3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời

Ngoài cấu tạo pin mặt trời thì nguyên lý hoạt động cũng là thông tin được nhiều người dùng quan tâm. Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời dựa trên hiệu ứng quang điện, trong đó ánh sáng mặt trời kích thích các electron trong chất bán dẫn chuyển từ vùng hóa trị sang vùng dẫn điện, tạo ra dòng điện.

Pin năng lượng mặt trời bao gồm các tế bào quang điện (solar cell) được kết nối với nhau thành một dãy. Mỗi tế bào quang điện bao gồm hai lớp bán dẫn, một lớp p-type và một lớp n-type. Lớp p-type có nhiều lỗ trống hơn electron, còn lớp n-type có nhiều electron hơn lỗ trống.

Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào tế bào quang điện, các photon trong ánh sáng sẽ tương tác với các electron trong lớp p-type và lớp n-type. Các photon có năng lượng đủ lớn sẽ kích thích các electron trong lớp p-type chuyển sang lớp n-type, tạo ra dòng điện.

Dòng điện tạo ra từ các tế bào quang điện được kết nối với nhau thành một dãy. Dòng điện này có thể được sử dụng trực tiếp để cấp nguồn cho các thiết bị điện hoặc được lưu trữ trong pin để sử dụng sau.

4. Việt Nhật Energy - Đơn vị cung cấp pin năng lượng mặt trời uy tín

Việt Nhật Energy, đơn vị hàng đầu về lắp đặt pin năng lượng mặt trời, chúng tôi không chỉ tự hào về danh tiếng uy tín mà còn mang đến những giải pháp năng lượng xanh và hiệu quả cho các hộ gia đình. Sứ mệnh của chúng tôi không chỉ dừng lại ở việc cung cấp sản phẩm chất lượng cao mà còn là sự cam kết về dịch vụ lắp đặt an toàn và hiệu suất lâu dài.

Với đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm, chúng tôi hiểu rõ về các yếu tố địa lý và điều kiện thời tiết tại Việt Nam, từ đó tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống năng lượng mặt trời trong mọi tình huống. Sự linh hoạt và tận tâm trong phục vụ giúp chúng tôi điều chỉnh giải pháp để phù hợp với từng gia đình cũng như đáp ứng đầy đủ nhu cầu và yêu cầu của khách hàng.

Chúng tôi không chỉ chú trọng vào chất lượng sản phẩm mà còn đảm bảo tính ổn định và bền vững của hệ thống qua việc sử dụng các vật liệu chắc chắn như inox hoặc nhôm anodize cho các giá đỡ, được thực hiện bởi đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp, cấu tạo pin mặt trời tại Việt Nhật Energy đều được đảm bảo đạt tiêu chuẩn.

Hơn nữa, dịch vụ hậu mãi của chúng tôi không ngừng đổi mới và hoàn thiện, bao gồm các hoạt động bảo dưỡng định kỳ, kiểm tra hiệu suất và hỗ trợ kỹ thuật nhanh chóng, để đảm bảo khách hàng luôn an tâm về hệ thống năng lượng mặt trời của mình. Nếu bạn đang tìm kiếm một đối tác uy tín để lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời, hãy liên hệ ngay với Việt Nhật Energy để được tư vấn chi tiết và chuyên nghiệp nhất!

Trên đây là toàn bộ thông tin liên quan đến cấu tạo pin mặt trời và địa chỉ lắp đặt pin năng lượng mặt trời uy tín. Nếu quý khách có thêm bất cứ thắc mắc gì hay đang tìm kiếm đơn vị uy tín để lắp đặt điện năng lượng mặt trời hãy liên hệ ngay với Việt Nhật Energy để được tư vấn chi tiết nhé!

Thông tin liên hệ:

VIỆT NHẬT ENERGY

• Hotline 24/7: 0976.677.705
• Email: vietnhatenergy@gmail.com
• Địa chỉ: 661/21 Hà Huy Giáp, KP.3, P. Thạnh Xuân, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh
• Fanpage: https://www.facebook.com/profile.php?id=61554102634325