Mặt trời cung cấp nguồn năng lượng dồi dào; không cạn kiệt; không sản sinh ra carbon dioxide. Việc phát triển ngành công nghệ NLMT đang được nhiều nhà khoa học quan tâm.
Pin NLMT ( hay pin mặt trời/pin quang điện) là thiết bị có nhiệm vụ chuyển hóa trực tiếp năng lượng ánh sáng của mặt trời (quang năng) thành năng lượng điện (điện năng) dựa vào hiệu ứng quang điện. Hiệu ứng này là khả năng phát ra điện tử (electron) khi được ánh sáng chiếu vào.
Tấm pin năng lượng mặt trời là những tấm có bề mặt lớn làm nhiệm vụ thu thập ánh nắng mặt trời để biến nó thành điện năng. Nó được làm bằng nhiều tế bào quang điện để thực hiện quá trình tạo ra điện năng từ ánh sáng của mặt trời.
Chất bán dẫn được biết đến phổ biến là Silicon. Khái niệm chất bán dẫn: là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện với chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính năng dẫn điện khi ở nhiệt độ phòng. Với tính chất đó, silicon là 1 thành phần quan trọng trong cấu tạo của pin NLMT.
Mặc dù Silicon có mức dẫn điện hạn chế nhưng nó có cấu trúc tinh thể vô cùng phù hợp đối với việc tạo ra chất bán dẫn. Nguyên tử silicon phải cần 4 electron để trung hòa điện tích. Tuy nhiên lớp vỏ bên ngoài 1 nguyên tử silicon chỉ có 1/2 số electron cần thiết nên nó sẽ bám chặt cùng các nguyên tử khác để cố gắng trung hòa điện tích.
Các nhà khoa học đã “tạp chất hóa” silicon bằng cách kết hợp nó với những vật liệu khác để tăng độ dẫn điện của silicon. Quá trình này được gọi là “doping”. Silicon pha tạp với những tạp chất tạo ra nhiều electron tự do và lỗ trống. 1 chất bán dẫn silicon có 2 phần và mỗi phần lại được pha tạp với 1 loại vật liệu khác. Phần đầu tiên sẽ được pha với phốt pho. Phốt pho cần 5 electron để trung hòa điện tích và phải có đủ 5 electron trong vỏ của nó. Khi kết hợp với silicon thì 1 electron sẽ bị dư ra. Electron đặc trưng cho điện tích âm (-) nên phần này được gọi là silicon loại N (điện cực N). Các nhà khoa học kết hợp silicon với boron để tạo ra silicon loại P (điện cực P). Boron chỉ cần có 3 electron để trung hòa điện tích. Khi kết hợp với silicon sẽ tạo ra những lỗ trống cần được lấp đầy bởi electron.
Khi silicon tiếp xúc với năng lượng, các electron tự do ở điện cực N sẽ di chuyển sang lấp đầy các lỗ trống bên điện cực P. Các electron từ điện cực N và P sẽ cùng nhau tạo ra điện trường. Những tế bào NLMT sẽ trở thành một diode cho phép electron di chuyển từ điện cực P đến N và không cho phép di chuyển ngược lại.
Xem thêm:
https://ngoinhavietnam.net/tai-sao-ban-nen-chuyen-sang-su-dung-nang-luong-mat-troi/
https://ngoinhavietnam.net/nang-luong-dien-mat-troi-va-dien-gio-duoc-tao-ra-nhu-the-nao/