Các thế hệ của pin năng lượng mặt trời từ trước tới nay

Các thế hệ của pin năng lượng mặt trời từ trước tới nay-01

Pin mặt trời từ khi phát minh tới nay trải qua nhiều cải tiến khác nhau để có thể cải thiện nâng cao hiệu suất và giảm chi phí sản xuất. Cùng 365 Energy tìm hiểu những thế hệ của pin năng lượng mặt trời từ trước tới nay qua bài viết này .

1. Pin năng lượng mặt trời thế hệ I

Khởi đầu cho pin mặt trời thế hệ I là hãng Bell đã chế tạo các tấm pin mặt trời từ thỏi silic đơn tinh thể cắt ra từng lát mỏng tạo ra tiếp xúc p-n, làm các đường dẫn nối điện theo kỹ thuật vi điện tử và ghép lại thành tấm.

Tuy nhiên, hiệu suất của loại này chỉ mới đạt được 6% nghĩa là trong 100 phần năng lượng photon ánh sáng mặt trời đến, chỉ có 6 phần được biến thành điện năng trong khi giá thành của loại này rất đắt đỏ.

Sau này, các nhà sản xuất đã có những cải tiến thay silic đơn tinh thể bằng silic đa tinh thể, phủ các lớp chống phản xạ để ánh sáng đi vào tiếp xúc p-n nhiều hơn nhưng hiệu suất pin mặt trời vẫn rất giới hạn, chỉ trong khoảng 10-20%.

Định luật về giới hạn Shockley- Queisser đã chỉ ra rằng: chỉ với tiếp xúc p-n đơn giản thì hiệu suất pin mặt trời không thể cao hơn 30%. Nguyên nhân là bán dẫn silic được chế tạo ra từ cát trắng, nguyên liệu dễ kiếm và kỹ thuật làm bán dẫn rất phát triển nên có tới xấp xỉ 97% pin mặt trời thế hệ 1.

2. Pin năng lượng mặt trời thế hệ II

Tấm pin năng lượng mặt trời thế hệ II được cấu tạo từ những lát mỏng cắt từ các thỏi tinh thể silic, trên lát mỏng đó chỉ dùng một lớp rất mỏng để tạo tiếp xúc p-n. Mỗi lát mỏng tinh thể silic tuy chỉ dày chừng 200 micromet nhưng cứng và giòn, chỉ có thể dán lên những tấm có bề mặt thật phẳng.

Pin thế hệ thứ II chỉ mỏng bằng cỡ 1% pin mặt trời thế hệ I (vài micromet) nên thường được gọi là pin mặt trời màng mỏng (thin-film solar cell) hay pin quang điện màng mỏng (thin film photovoltaic).

Phần lớn pin mặt trời thế hệ này cũng làm từ silic nhưng là silic vô định hình (không phải là tinh thể), ngoài ra còn làm từ vật liệu khác như Cd- Te (cadimi teluarit) và CIGS (đồng indi gali selen).

Ưu điểm của pin thế hệ thứ II là mỏng, nhẹ, dễ uốn, dễ dán vào bất cứ đâu nhưng hiệu suất của pin mặt trời thế hệ 2 không cao, chỉ vào cỡ từ 7-12%.

3. Pin năng lượng mặt trời thế hệ III

Pin năng lượng mặt trời thế hệ III là những tấm pin được làm từ những vật liệu mới, theo những phương pháp mới nhằm đạt hiệu suất cao, không mắc phải định luật về giới hạn Shockley- Queisser. Pin thế hệ thứ III có thể được bao gồm pin thế hệ I và II, chúng được ghép nối lại với những tấm pin mới để tăng hiệu suất. Do đó, pin mặt trời thế hệ thứ III còn có tên gọi khác là pin mặt trời nhiều lớp.

Nhiều công nghệ khác được áp dụng để tạo nên tấm pin thế hệ III như công nghệ làm pin mặt trời không bán dẫn (dùng polyme và vật liệu phỏng sinh học), dùng chấm lượng tử, công nghệ nano…

Ngoài ra, một loại pin mặt trời đang có triển vọng để phát triển và dự đoán có thể lấn át các công nghệ pin mặt trời đã có là pin mặt trời perovskite. Perovskite là là tên một loại quặng gồm canxi, titan và oxy do nhà địa chất người Nga Lev Perovski tìm thấy ở dãy núi Ural vào năm 1839.

Tuy nhiên, tấm pin thế hệ III được tạo ra với mục đích chính là nâng cao hiệu suất. Xét về mặt kinh tế thì có thể nếu 1 tấm pin mặt trời nhiều lớp có hiệu suất gấp đôi tấm pin mặt trời 1 lớp thông thường nhưng giá thành lại gấp tới 3, 4 lần thì lựa chọn của người tiêu dùng có thể là mua 2 tấm pin mặt trời hiệu suất thấp thay cho một tấm pin mặt trời hiệu suất cao.

Xem thêm:

Với những thế hệ khác nhau tấm pin mặt trời có những ưu điểm khác nhau, tùy vào mục đích cũng như khả năng tài chính mà khách hàng có thể lựa chọn. Tuy nhiên việc phát triển, nghiên cứu ra các loại pin mặt trời mới sẽ luôn được các sản xuất thực hiện nhằm mang tới những sản phẩm chất lượng nhất đáp ứng nhu cầu người dùng.

Với những thông tin trong bài viết, 365 Energy hy vọng có thể giúp bạn nắm thêm những kiến thức thú vị liên quan đến nguồn năng lượng Điện mặt trời nói chung và tấm pin mặt trời nói riêng.

0 0 votes
Article Rating
Subscribe
Thông báo về
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x