Tế bào quang điện là gì? Quá trình chế tạo tế bào quang điện

Tế bào quang điện là thành phần chính cấu thành nên tấm pin nguồn năng lượng mặt trời. Vậy tế bào quang điện là gì ? Cấu tạo thế nào ? Nguyên lý hoạt động giải trí ra làm sao ? Ở bài viết này, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn một cách cụ thể và vừa đủ nhất. Nào hãy cùng theo dõi nhé !

Tế bào quang điện là gì?

Tế bào quang điện trong tiếng anh có tên gọi là Solar Cell, đây là thiết bị điện được sản xuất từ silicon có dạng tinh thể.

Ở bề mặt tế bào quang điện phủ các đường dẫn bằng kim loại nhằm thu electron tạo ra hiệu ứng quang điện, đem đến sự biến đổi quang năng thành điện năng.

Tế bào quang điện được tạo ra như thế nào?

Bước 1: Làm sạch silicon

Các silicon dioxide được cho vào lò hồ quang điện, sau đó đặt hồ quang carbon vào để giải phóng lượng oxy. Sản phẩm thu được là carbon dioxide và silicon nóng chảy. Nhờ quy trình này mà silicon được làm sạch và chứa 1 phần nhỏ tạp chất. Tuy nhiên silicon này vẫn chưa đủ điều kiện kèm theo để tạo ra pin quang điện .
Silicon cần được nóng chảy di động để kéo hết những tạp chất về 1 phía nhất định. Cuối cùng sẽ tạo ra được silicon nguyên chất và bỏ đi phần tạp chất .

Bước 2: Chế tạo silicon đơn tinh thể

Tế bào điện mặt trời được làm từ những thỏi silicon. Sản phẩm này là silicon đa tinh thể cho nên vì thế muốn chuyển hóa thành silicon đơn tinh thể thì cần phải trải qua tiến trình Czochralski .

Bước 3: Làm tấm silicon

Tấm silicon cấu trúc từ bó silicon được cắt lát riêng không liên quan gì đến nhau bằng cưa tròn kim cương. Quy trình cắt silicon này sẽ tạo ra hao hụt cho đến lúc có được 1 tấm silicon tròn. Tiếp theo, những tấm silicon được đánh bóng để vô hiệu những vết cưa sần sùi .

Bước 4: Pha tạp

Gần đây hình thức pha tạp được sử dụng nhiều nhất bằng photpho là sử dụng máy gia tốc hạt nhỏ để bắn những ion photpho vào thỏi silicon. Bằng cách trấn áp vận tốc của những ion, điều này có nghĩa là ta hoàn toàn có thể trấn áp được độ sâu xâm nhập. Tuy nhiên, quy trình này vẫn chưa được đồng ý trọn vẹn .

Bước 5: Đặt các tiếp điểm điện

Các tiếp điểm điện được sử dụng để liên kết từng tế bào quang điện với nhau. Phần tiếp xúc cần phải cực kỳ mỏng dính để chúng không cản trở ánh sáng mặt trời chiếu vào tế bào. Các sắt kẽm kim loại như đồng hay palladium được thăng hoa chân không qua chất quang dẫn hoặc và lắng đọng trên phần tế bào tiếp xúc đã được phủ một lớp bằng sáp. Sau khi những tiếp điểm được đặt đúng vị trí, những ván mỏng mảnh thường là đồng tráng thiếc sẽ được đặt giữa những ô tế bào .

Bước 6: Lớp phủ chống phản quang

Silicon nguyên chất sẽ có độ bóng tự nhiên nên sẽ phản xạ ánh sáng lên đến 35 % khi mặt trời chiếu vào. Chúng ta sẽ phủ 1 lớp titanium dioxide và silicon dioxide để khắc phục và giảm lượng ánh sáng hao hụt do phản quang này. Vật liệu được sử dụng cho lớp phủ được nung nóng cho đến khi những thành phần của nó sôi lên và vận động và di chuyển đến silicon để ngưng tụ. Trong quy trình này, điện áp cao sẽ đánh bật những thành phần ra khỏi vật tư và sau đó gửi chung vào silicon ở điện cực đối lập .

Bước 7: Đóng gói tế bào

Các tế bào solar đã hoàn thành xong sẽ được đóng gói. Điều này có nghĩa là chúng được nghiêm phong vào cao su đặc silicon hoặc ethylene vinyl acetate. Các tế bào được đóng gói sau đó được đặt vào một khung nhôm có tấm nền bằng vỏ thủy tinh hoặc nhựa .

Ứng dụng tế bào quang điện

– Tế bào quang điện hoàn toàn có thể cảm ứng ánh sáng, chiếu sáng sân vườn .
– Sử dụng để thay pin cho máy tính, đồng hồ đeo tay …
– Sản xuất điện và cung ứng nguồn năng lượng cho nhà máy sản xuất điện .
– Lắp cho những thiết bị, phương tiện đi lại đi lại sử dụng nguồn năng lượng mặt trời .

Phân loại tế bào quang điện

thị trường lúc bấy giờ có 2 loại tế bào quang điện tiêu biểu vượt trội nhất đó là : Mono và Poly. Hãy cùng tìm hiểu và khám phá về 2 loại này nhé !

Tế bào quang điện Mono

– Gồm silicon đơn tinh thể rất tinh khiết, có giá đắt hơn những tế bào khác .
– Pin Mono sẽ tập hợp gồm tế bào Mono đơn giúp tối ưu hóa hiệu suất, giảm ngân sách thành phần .

– Hiệu suất của nó thường cao, có thể dùng trong thời gian dài lâu.

Tế bào quang điện Poly

– Gồm silicon đa tinh thể, được tạo ra từ những silicon vuông đúc nóng chảy. Có thể làm mát và cứng lại .
– Tế bào này thường giản nở và chịu nhiệt tốt, ít tốn kém .
– Hiệu suất của nó kém hơn tấm Mono một phần bởi chi phí sản xuất thấp .

Quá trình chế tạo tế bào quang điện qua từng giai đoạn

Để sản xuất bạn thực thi theo 7 bước sau :

Giai đoạn 1: Làm sạch silicon

Silicon dioxide sẽ được cho vào lò hồ quang điện và đặt những hồ quang carbon để giải phóng oxy. Lúc này mẫu sản phẩm thu được sẽ là carbon dioxide và silicon .
Từ đó silicon sẽ được làm sạch và có 1 phần nhỏ tạp chất. Nhưng silicon vẫn chưa thể tạo ra pin quang điện .
Do đó silicon phải nóng chảy nhằm mục đích kéo tạp chất về 1 nơi nhất định. Sau đó những silicon nguyên chất sẽ Open và vô hiệu tạp chất gây hại .

Giai đoạn 2: Chế tạo silicon đơn tinh thể

Tế bào điện mặt trời sẽ được sản xuất từ những thỏi silicon. Để chuyển hóa silicon đa tinh thể thành silicon đơn tinh thể bắt buộc phải trải qua bước Czochralski .

Giai đoạn 3: Làm tấm silicon

Tấm silicon sẽ gồm bó silicon tách riêng không liên quan gì đến nhau bằng cách cưa tròn kim cương. Quá trình cắt silicon tạo ra sự hao hụt tới khi có được tấm silicon trong. Những tấm silicon được đánh bóng nhằm mục đích đào thải những vết cưa sần sùi .

Giai đoạn 4: Pha tạp

Hiện nay cách pha tạp được dùng nhiều nhất là bằng photpho. Đây là giải pháp dùng máy gia tốc hạt nhỏ bắn ion photpho vào thỏi silicon .
Nhờ vậy, vận tốc ion sẽ được trấn áp. Điều này đồng nghĩa tương quan với việc ta hoàn toàn có thể trấn áp độ sâu xâm nhập, nhưng quy trình này vẫn chưa được trọn vẹn đồng ý chấp thuận .

Giai đoạn 5: Đặt các tiếp điểm điện

Tiếp điểm điện được dùng để liên kết những tế bào quang điện lại gần nhau. Tiếp điểm này phải mỏng mảnh để nó không cản trở ánh sáng mặt trời chiếu vào tế bào .
Nhưng sắt kẽm kim loại đồng hoặc palladium sẽ thăng hoa chân không nhờ chất quang dẫn hoặc và lắng đọng ở tế bào tiếp xúc có phủ lớp sáp. Nếu những tiếp điểm đã đặt đúng vị trí, ván mỏng dính làm bằng đồng tráng thiếc sẽ đặt ở giữa những ô tế bào .

Giai đoạn 6: Lớp phủ chống phản quang

Silicon nguyên chất sẽ phản xạ ánh sáng tới 35 % khi áng sáng mặt trời chiếu vào. Lúc này ta chỉ cần phủ lớp titanium dioxide và silicon dioxide để giải quyết và xử lý .
Các vật tư được dùng cho lớp phủ sẽ được đun nóng cho tới khi những thành phần của nó sôi lên và di dời tới silicon để ngưng tụ. Điện áp ở quy trình này sẽ cao nên đánh bật được thành phần ra khỏi vật tư và gửi gộp vào silicon .

Giai đoạn thứ 7 (cuối cùng): Đóng gói tế bào

Những tế bào Solar sau khi đã kết thúc sẽ được đóng gói, niêm phong vào cao su silicon hoặc ethylene vinyl acetate. Sau đó nó sẽ được để vào khung nhuôm có tấm nền bằng nhựa hoặc thủy tinh.

Từ khóa :

• Kim loại tế bào quang điện
• Tế bào quang điện Vật lý 12
• Kim loại dùng để chế tạo tế bào quang điện
• Lý thuyết tế bào quang điện

Nội dung tương quan :

Source: https://thomaygiat.com
Category : Điện Tử