NộI Dung
Khi bạn ngồi trên bãi biển, bầu trời xanh bạn nhìn thấy, sự ấm áp mà bạn cảm thấy và những con sóng bạn nghe thấy đều có nguồn gốc của chúng trong năng lượng của ánh sáng mặt trời.Pin mặt trời quang điện là một cách chuyển đổi năng lượng trong ánh sáng mặt trời thành một thứ khác hơn là một ngày nghỉ thú vị. Pin mặt trời chuyển đổi năng lượng trong ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện. Hiệu quả của pin mặt trời là tỷ lệ giữa lượng năng lượng điện mà nó tạo ra so với lượng năng lượng mặt trời tấn công nó.
Hiệu quả
Hiệu quả của bất kỳ quy trình nào là thước đo mức độ hoạt động của quy trình. Đó là, bạn cần bao nhiêu nỗ lực để có được một đầu ra. Đôi khi hiệu quả rất khó để định lượng, nhưng đối với pin mặt trời, nó tương đối dễ dàng. Đầu vào của pin mặt trời là ánh sáng mặt trời và đầu ra là điện. Cụ thể hơn, đầu vào là năng lượng từ ánh sáng mặt trời và đầu ra là năng lượng trong điện tử.
Photon và ánh sáng
Ở mức độ cơ bản, ánh sáng bao gồm các gói năng lượng nhỏ gọi là photon. Bất cứ lúc nào trong ngày, hàng tỷ photon tương tác với pin mặt trời. Những photon đó mang lượng năng lượng khác nhau, tùy thuộc vào màu sắc của chúng. Một số photon phản xạ từ một pin mặt trời, một số đi qua nó và một số được hấp thụ. Số phận của bất kỳ photon đã cho nào phụ thuộc vào năng lượng của nó - hoặc, tương đương, màu sắc của nó. Không thể dự đoán chắc chắn hành vi của bất kỳ một photon cụ thể nào, nhưng có thể tính xác suất tương tác.
Hấp thụ ánh sáng
Phần lớn pin mặt trời được làm từ chất bán dẫn. Một trong những tính năng của chất bán dẫn là các cấu trúc năng lượng được gọi là "bandgaps". Các electron ở phía thấp của bandgap bị giữ lại tại chỗ, trong khi các electron được tăng năng lượng lên phía cao của bandgap thì có thể tự do di chuyển - bao gồm cả việc tự do di chuyển ra khỏi chất bán dẫn và hoàn toàn hữu dụng trong các mạch điện . Photon mang năng lượng gần bằng kích thước của bandgap trong pin mặt trời có khả năng bị hấp thụ nhiều nhất. Để tính toán hiệu quả, bạn cần nhân năng lượng của mỗi photon với xác suất được hấp thụ và xác suất đưa nó ra khỏi pin mặt trời thành một mạch điện. Đó là một tính toán khá phức tạp.
Đo đạc
Tính toán hiệu quả từ các nguyên tắc đầu tiên là cồng kềnh, nhưng nếu bạn có các công cụ đo lường phù hợp, bạn có thể thực hiện phép tính dễ dàng hơn. Với máy đo phóng xạ, bạn có thể đo mật độ năng lượng dưới ánh sáng mặt trời. Nhân mật độ năng lượng với diện tích của pin mặt trời cung cấp thước đo năng lượng mặt trời đi vào pin mặt trời. Bạn thực hiện bước tiếp theo bằng cách gắn một mạch với điện trở thay đổi, cảm biến hiện tại và cảm biến điện áp. Năng lượng điện là sản phẩm của dòng điện và điện áp, và nó thay đổi tùy thuộc vào lượng tải mà pin mặt trời đang lái. Vì vậy, bạn thay đổi điện trở, tính toán công suất ở mỗi bước và tìm điểm công suất tối đa. Chia sản lượng điện tối đa cho đầu vào năng lượng mặt trời và bạn có hiệu suất pin mặt trời.