31
PHÁƯN II
ỈÏNG DỦNG NÀNG LỈÅÜNG MÀÛT TRÅÌI Nàng lỉåüng màût tråìi (NLMT) l ngưn nàng lỉåüng m con
ngỉåìi biãút sỉí dủng tỉì ráút såïm, nhỉng ỉïng dủng nàng lỉåüng màût tråìi
vo cạc cäng nghãû sn xút v trãn quy mä räüng thç måïi chè thỉûc sỉû
vo cúi thãú k 18 v cng ch úu åí nhỉỵng nỉåïc nhiãưu nàng lỉåüng
màût tråìi, nhỉỵng vng sa mảc. Tỉì sau cạc cüc khng hong nàng
lỉåüng thãú giåïi nàm 1968 v 1973, nàng lỉåüng màût tråìi cng âỉåüc âàûc
biãût quan tám. Cạc nỉåïc cäng nghiãûp phạt triãøn â âi tiãn phong trong
viãûc nghiãn cỉïu ỉïng dủng nàng lỉåüng màût tråìi. Cạc ỉïng dủng nàng
lỉåüng màût tråìi phäø biãún hiãûn nay bao gäưm 2 lénh vỉûc ch ú
u. Thỉï
nháút l nàng lỉåüng màût tråìi âỉåüc biãún âäøi trỉûc tiãúp thnh âiãûn nàng
nhåì cạc tãú bo quang âiãûn bạn dáùn, hay cn gi l Pin màût tråìi, cạc Pin
màût tråìi sn xút ra âiãûn nàng mäüt cạch liãn tủc chỉìng no cn cọ bỉïc
xả màût tråìi chiãúu tåïi. Lénh vỉûc thỉï hai âọ l sỉí dủng nàng lỉåüng màût
tråìi dỉåïi dảng nhiãût nàng, åí âáy, chụng ta dng cạc thiãút bë thu bỉïc xả
nhiãût màût tråìi v têch trỉỵ nọ dỉåïi dảng nhiãût nàng âãø dng vo cạc mủc
âêch khạc nhau.

Viãût Nam l nỉåïc cọ tiãưm nàng vãư NLMT, tri di tỉì vé âäü 8” Bàõc
âãún 23” Bàõc, nàòm trong khu vỉûc cọ cỉåìng âäü bỉïc xả màût tråìi tỉång
âäúi cao, våïi trë säú täøng xả khạ låïn tỉì 100-175 kcal/cm
2
.nàm. Do âọ
viãûc sỉí dủng NLMT åí nỉåïc ta s âem lải hiãûu qu kinh tãú låïn. Thiãút bë


3.1. CÁÚU TẢO V HOẢT ÂÄÜNG CA PIN MÀÛT TRÅÌI

Pin màût tråìi lm viãûc theo ngun l l biãún âäøi trỉûc tiãúp nàng
lỉåüng bỉïc xả màût tråìi thnh âiãûn nàng nhåì hiãûu ỉïng quang âiãûn.
3.1.1. Hiãûu ỉïng quang âiãûn
Hiãûu ỉïng quang âiãûn âỉåüc phạt hiãûn âáưu tiãn nàm 1839 båíi nh
váût l Phạp Alexandre Edmond Becquerel. Tuy nhiãn cho âãún 1883
mäüt pin nàng lỉåüng måïi âỉåüc tảo thnh, båíi Charles Fritts, äng ph
lãn mảch bạn dáùn selen mäüt låïp cỉûc mng vng âãø tảo nãn mảch näúi.
Thiãút bë chè cọ hiãûu sút 1%, Russell Ohl xem l ngỉåìi tảo ra pin nàng
lỉåüng màût tråìi âáưu tiãn nàm 1946. Sau âọ Sven Ason Berglund â cọ
cạc phỉång phạp liãn quan âãún viãûc tàng kh nàng cm nháûn ạnh sạng
ca pin.
Xẹt mäüt hãû hai mỉïc nàng
lỉåü
ng âiãûn tỉí (hçnh 3.1) E
1
<E
2
,
bçnh thỉåìng âiãûn tỉí chiãúm mỉïc
nàng lỉåüng tháúp hån E
1


lỉåüng E
v
. Vng nàng lỉåüng phêa trãn tiãúp âọ hon ton träúng hồûc chè
bë chiãúm mäüt pháưn gi l vng dáùn, màût dỉåïi ca vng cọ nàng lỉåüng
l E
c
. Cạch ly giỉỵa 2 vng họa trë v vng dáùn l mäüt vng cáúp cọ âäü
räüng våïi nàng lỉåüng l
E
g
, trong âọ khäng cọ
mỉïc nàng lỉåüng cho phẹp
no ca âiãûn tỉí.
Khi nháûn bỉïc xả
màût tråìi, photon cọ nàng
lỉåüng hν tåïi hãû thäúng v
bë âiãûn tỉí åí vng hoạ trë
tháúp háúp thu v nọ cọ thãø
chuøn lãn vng dáùn âãø
tråí thnh âiãûn tỉí tỉû do e
-
, âãø lải åí vng hoạ trë mäüt läù träúng cọ thãø coi
nhỉ hảt mang âiãûn dỉång, k hiãûu l h
+
. Läù träúng ny cọ thãø di chuøn
v tham gia vo quạ trçnh dáùn âiãûn.
E
c
v

-
- h
+
:

ggvc
c
EE
hc
EE
hc 24,1
==
−
=
λ
, [µm] (3.3)
Trong thỉûc tãú cạc hảt dáùn bë kêch thêch e
-
v h
+
âãưu tỉû phạt
tham gia vo quạ trçnh phủc häưi, chuøn âäüng âãún màût ca cạc vng
nàng lỉåüng: âiãûn tỉí e
-
gii phọng nàng lỉåüng âãø chuøn âãún màût ca
vng dáùn E
c
, cn läù träúng h
+
chuøn âãún màût ca E

õióỷn tờch ỏm
Bổồùc 2
lồùp p
lồùp n
tióỳp xuùc p-n
õióỷn trổồỡng
Bổồùc 3
õióỷn trổồỡng
tióỳp xuùc p-n
lồùp p
lồùp n
phọton
õióỷn trổồỡng
Bổồùc 4
taới õióỷn
õióỷn tổớ tổỷ do
Mỷt trồỡi
Prọton
ióỷn tổớ
ióỷn tổớ
tổỷ do
Lọự trọùng
Hỗnh 2.3. Nguyón lyù hoaỷt õọỹng cuớa pin mỷt trồỡi
Hỗnh 3.3 Nguyón lyù hoaỷt õọỹng cuớa pin mỷt trồỡi

35

3.1.2. Hióỷu suỏỳt cuớa quaù trỗnh bióỳn õọứi quang õióỷn
Ta coù thóứ xaùc õởnh hióỷu suỏỳt giồùi haỷn vóử mỷt lyù thuyóỳt cuớa
quaù trỗnh bióỳn õọứi quang õióỷn cuớa hóỷ thọỳng 2 mổùc nhổ sau:

Trong õoù:
J
o
() laỡ mỏỷt õọỹ photon coù bổồùc
J
o
()d laỡ tọứng sọỳ photon tồùi coù bổồùc soùng trong khoaớng ữ + d
hc/ laỡ nng lổồỹng cuớa photon
E
g
= laỡ nng
lổồỹng hổợu ờch maỡ õióỷn tổớ
hỏỳp thuỷ cuớa photon trong
quaù trỗnh quang õióỷn,
()


dJ
c

0
0
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0.5
1

nng lổồỹng cuớa caùc photon
tồùi hóỷ.
Nhổ vỏỷy hióỷu suỏỳt laỡ mọỹt
haỡm cuớa E
g
(hỗnh 3.4).
Bũng tờnh toaùn lyù thuyóỳt õọỳi vồùi chỏỳt baùn dỏựn Silicon thỗ hióỷu
suỏỳt 0,44.
3.1.3. Cỏỳu taỷo pin mỷt trồỡi

Hởón nay vỏỷt lióỷu chuớ yóỳu cho pin mỷt trồỡi laỡ caùc silic tinh thóứ.
Pin mỷt trồỡi tổỡ tinh thóứ silic chia ra thaỡnh 3 loaỷi:

36

•
Mäüt tinh thãø hay âån tinh thãø module sn xút dỉûa trãn quạ
trçnh Czochralski. âån
tinh thãø loải ny cọ hiãûu
sút tåïi 16%. Chụng
thỉåìng ráút âàõt tiãưn do
âỉåüc càõt tỉì cạc thi hçnh
äúng, cạc táúm âån thãø ny
cọ cạc màût träúng åí gọc
näúi cạc module.
•
Âa tinh thãø lm tỉì cạc
thi âục-âục tỉì silic nung chy cáøn tháûn âỉåüc lm ngüi v lm
ràõn. Cạc pin ny thỉåìng r hån cạc âån tinh thãø, tuy nhiãn hiãûu
sút kẹm hån. Tuy nhiãn chụng cọ thãø tảo thnh cạc táúm vng

Silicon âa
tinh thãø
38
Hiãûn nay ngỉåìi ta â chãú
tảo pin màût tråìi bàòng váût
liãûu Si vä âënh hçnh (a-Si).
So våïi pin màût tråìi tinh thãø
Si thç pin màût tråìi a-Si giạ
thnh r hån nhỉng hiãûu
sút tháúp hån v kẹm äøn
âënh.
Ngoi Si, hiãûn nay ngỉåìi
ta âang nghiãn cỉïu v thỉí
nghiãûm cạc loải váût liãûu
khạc cọ nhiãưu triãøn vng
nhỉ Sunfit cadmi-âäưng
(CuCds), galium-arsenit
(GaAs) ...
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Thi Silicon


Tỏỳm kờnh phuớ phờa trón
Lồùp caùc pin mỷt trồỡi
Tỏỳm keo EVA
Tỏỳm keo EVA
Tỏỳm õaùyHỗnh 3.7. Cỏỳu taỷo module 3.2. THIT K H THNG IN MT TRèI

Hóỷ thọỳng õióỷn mỷt trồỡi laỡ mọỹt hóỷ thọỳng bao gọửm mọỹt sọỳ caùc
thaỡnh phỏửn nhổ; caùc tỏỳm pin mỷt trồỡi (maùy phaùt õióỷn), caùc taới tióu thuỷ
õióỷn, caùc thióỳt bở tờch trổợ nng lổồỹng vaỡ caùc thióỳt bở õióửu phọỳi nng
lổồỹng,...
Thióỳt kóỳ mọỹt hóỷ thọỳng
õióỷn mỷt trồỡi

laỡ xỏy dổỷng mọỹt
quan hóỷ tổồng thờch giổợa caùc
thaỡnh phỏửn cuớa hóỷ vóử mỷt õởnh
tờnh vaỡ õởnh lổồỹng, õóứ õaớm