Tip:
Highlight text to annotate it
X
Mặt Trời
đó là 1 nguồn năng lượng miễn phí, sạch và vô hạn
nó cung cấp lượng nhiệt năng hơn 1000 kWh cho mỗi mét vuông
lượng nhiệt năng này tương đương với năng lượng của 1000 lít dầu gia nhiệt
Chẳng phải thật tuyệt vời nếu chúng ta biết cách tận dụng nguồn năng lượng này hay sao?
Năng lượng Mặt Trời Chẳng phải thật tuyệt vời nếu chúng ta biết cách tận dụng nguồn năng lượng này hay sao?
Năng lượng Mặt Trời
Năng lượng mặt trời
năng lượng gió và năng lượng nước
là các dạng năng lượng rất sạch mà có thể chuyển hóa thành
ví dụ như ánh sáng (quang năng)
Hệ thống pin năng lượng mặt trời sử dụng các tế bào quang điện
để chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng lượng điện
Các tế bào quang điện thường được làm bằng silic – một loại vật liệu bán dẫn
có nghĩa là nó chỉ dẫn điện trong một số điều kiện cụ thể mà thôi
nhìn vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
ta thấy Silic thuộc ô số 14
nằm giữa Nhôm (Al) và Photpho (P)
Điều đó có nghĩa là nguyên tử Silic có 2 electron ở lớp đầu tiên
8 electron ở lớp tiếp theo
và 4 electron ở lớp ngoài cùng
4 electron này được gọi là các electron hóa trị và có vai trò quan trọng
bởi vì tất cả các nguyên tử Si đều không chứa nhiều hơn 4 electron hóa trị
Tuy nhiên, tất cả các nguyên tử Si sẽ tạo ra các liên kết
bằng cách chia sẻ các electron với nhau để đạt được 8 electron lớp ngoài cùng
làm chúng trở nên rất bền vững
Để làm nhiễu loạn trạng thái ổn định này, các nguyên tử kích động sẽ được đưa vào một cách có chủ đích
Khi Bo kết hợp với Si, các lỗ trống tự do sẽ được tạo ra do Bo chỉ có 3 electron hóa trị ở lớp ngoài cùng
Với 5 electron hóa trị, P tạo ra các electron tự do
Và từ đó điều kỳ diệu sẽ xảy ra
Các tế bào quang điện gồm 2 tấm silicon nối tiếp nhau
một lớp có chứa chất bán dẫn loại n
lớp kia chứa chất bán dẫn loại p
Để tạo ra dòng các electron, các điểm tiếp xúc ở trước và ở sau được lắp đặt vào lớp silicon
một lớp kính được lắp ở trên cùng để bảo vệ các lớp silic và các điểm tiếp điện khỏi bị phá vỡ
Và bây giờ, là lúc để nhìn gần hơn vào bề mặt của cả 2 lớp
ở lớp bán dẫn loại n, có các electron
trong lớp bán dẫn loại p có các lỗ trống tích điện dương
các electron sẽ có xu hướng kết hợp với các lỗ trống tích điện dương ở lớp bên kia
kết quả là...
một điện trường được tạo ra ngăn cản electron và lỗ trống di chuyển qua lớp bên kia
Tuy nhiên, khi có ánh sáng mặt trời chiếu vào lớp bán dẫn
sẽ có sự tạo thành các lỗ trống
Nếu nó xảy ra trong điện trường
các electron sẽ di chuyển sang lớp bán dẫn loại N và các lỗ trống di chuyển sang lớp bán dẫn loại P
Lúc này hệ rơi vào trạng thái mất cân bằng
do có quá nhiều electron ở lớp N
các lỗ trống tương ứng được tìm thấy ở lớp P
có thể thấy rằng các eletron tự do và các lỗ trống tự do này cố gắng kết hợp với nhau
Tuy nhiên, điện trường không cho phép điều này xảy ra
Nhưng nếu ta nối hai lớp bán dẫn này với nhau, ví dụ bằng cách dùng một sợi dây điện
ta sẽ thấy các electron di chuyển đến các lỗ trống
sự dịch chuyển này gọi là dòng điện
và nó có thể thắp sáng một bóng đèn
Các tấm pin năng lượng mặt trời có thể được đặt trên mặt đất hoặc trên mái nhà
các tế bào quang điện sẽ hấp thụ năng lượng mặt trời
và chuyển hóa chúng thành dòng điện 1 chiều
dòng 1 chiều này được chuyển thành dòng điện xoay chiều với nhiều ứng dụng hơn
nhờ một thiết bị gọi là thiết bị chuyển đổi - "inverter"
kết nối thiết bị chuyển đổi với một thiết bị khác
nó sẽ làm cho dòng điện có thể sử dụng được cho các hệ thống điện
các máy phát điện giúp đưa chúng cung cấp cho hệ thống lưới điện