Câu 1: hãy trình bày c¥u t¡o và nguyên lý làm viÇc cça pin m·t trÝi

Nguyên lý làm viÇc cça pin m·t trÝi

Nng l°ãng ánh sáng m·t trÝi °ãc chuyÃn Õi trñc ti¿p thành nng l°ãng iÇn nhÝ hiÇu éng quang hÍc. C¡ sß cça nguyên lý là các c¡ c¥u v­t lý iÇn tí trong kù thu­t transitor cça v­t liÇu bán d«n.

Các t¿ bào quang iÇn có kh£ nng chuyÃn các photon ánh sáng thành iÇn. B±ng cách nÑi các t¿ bào quang iÇn vÛi nhau và ghép thành các mô un s½ sinh ra iÇn nng. Các mô un này °ãc nÑi l¡i vÛi nhau à s£n xu¥t iÇn nng mà chÉ dùng m·t trÝi làm nguÓn nhiên liÇu.

Do c¥u t¡o ·c biÇt cça các t¿ bào quang iÇn nên bên trong nó xu¥t hiÇn mÙt lÛp biên të tr°Ýng, m·t khác theo lí thuy¿t vùng nng l°ãng khi các h¡t trong tinh thà Silicon nh­n nng l°ãng photon cça ánh sáng thì s½ chuyÃn sang méc nng l°ãng cao h¡n do ó làm cho các lo¡i h¡t trong tinh thÃ, ß ây các h¡t là iÇn tí và l× trÑng s½ chuyÃn Ùng h×n lo¡n nh°ng do có lÛp të tr°Ýng nên các h¡t này l¡i chuyÃn Ùng theo h°Ûng nh¥t Ënh theo tëng lo¡i h¡t và khi ó ß lÛp giïa hai vùng bên ngoài cça t¿ bào quang iÇn s½ xu¥t hiÇn mÙt iÇn th¿. NÑi các §u cça t¿ bào quang iÇn ta °ãc các mô un cça pin m·t trÝi à sí dång.

Ánh sáng m·t trÝi chi¿u vào t¡o ra các m·t electron-l× trÑng. m­t Ù các c·p electron l× trÑng phå thuÙc vào c°Ýng Ù và sñ hãp phÕ cça ánh ánh sáng chi¿u vào.các iÇn tí và l× trÑng khu¿ch tán qua tinh thà và °ãc tách ra nhÝ iÇn tr°Ýng cça vung phân cách các electron °ãc d«n vÁ m·t tr°Ûc còn các l× trÑng °ãc lùi vÁ phía sau

Dòng quang iÇn phå thuÙc vào:

+sÑ c·p electron-l× trÑng °ãc t¡o ra, sñ h¥p thå ánh sáng và sñ håt nng l°ãng giïa lÛp hóa trË và lÛp d«n

+sñ tách các c·p electron-l× trÑng nhÝ iÇn tr°Ýng nÙi t¡i, Ù dài khu¿ch tán và hiÇu su¥t góp

Qúa trình bi¿n Õi ánh sáng thành nng l°ãng iÇn không ¡t 100% do còn nhïng hao tÕn sau:hao tÕn ph£n x¡, nng l°ãng không ç cça các photon chi¿u tÛi, hao tÕn nhiÇt bßi các photon có nng l°ãng nhiÇt quá cao, sñ liên k¿t cça các c·p electron-l× trÑng và sñ hao tÕn iÇn trong pin

C¥u t¡o cça pin m·t trÝi

HiÇn nay v­t liÇu chç y¿u cho pin m·t trÝi là các silic tinh thÃ.pin m·t tròi të si lic tinh thà °ãc chia thành 3 lo¡i:

+mÙt tinh thà hay ¡n tinh thà module

+a tinh thÃ

+d£i silic t¡o të mi¿ng phim mÏng të silic nóng ch£y

a) Pin m·t trÝi lÛp dày

Trên c¡ sß phát triÃn të các éng dång vi trå, hiÇn nay các pin m·t trÝi ch¿ t¡o të silic tinh thà ang °ãc phÕ bi¿n rÙng rãi. Ng°Ýi ta phân biÇt: pin m·t trÝi silic ¡n tinh thà và pin m·t trÝi silic a tinh thÃ.

- Pin m·t trÝi silic ¡n tinh thà °ãc ch¿ t¡o hàng lo¡t có hiÇu su¥t cao nh¥t. Ñi vÛi mÙt pin m·t trÝi ß iÁu kiÇn tiêu chu©n (nhiÇt Ù 25oC, công su¥t béc x¡ G = 1000 W/m2, phÕ béc x¡/khÑi l°ãng không khí = 15) có hiÇu su¥t vào kho£ng 13 16%. VÁ kho£ng hiÇu su¥t rÙng này†ˆÐÒ^

t

v

RTìîÂö&(êôèد ‹ ssgWJ>hå&<CJOJQJaJhAG5CJOJQJaJ-hAGhAG5CJOJQJaJhAGCJOJQJaJh6UCJOJQJaJhï

„CJOJQJaJ(jhï

„hï

„OJQJUmHnHuhï

„hï

„CJOJQJaJ%hï

„hï

„B*CJOJQJaJph*jh nÑCJOJQJUaJmHnHu-hï

„hï

„5CJOJQJaJhñ;CJOJQJaJhï

„CJOJQJaJˆÐ^

t

Tî, Âö(f€êÆø$Â(ô(ýýììÛÛÛÎÎÎÎÎÎÎν¬¬¬½$„7dÔþ¤<'„7a$gd nÑ$„7dÀþ¤<'„7a$gd nÑ

$dÔþ¤<a$gd6U$„7dÔþ¤<'„7a$gdï

„$„7dÔþ¤x'„7a$gdï

„ êÞà "î$Â(ô("+$+n,p,Î,Ð,B1D1z4|4‚4„4¤7¦7¨7ª7Â7ëØÃØÃØÁØëØ«ØÃثؕؕث؆whV#h[&hï

„56B*CJaJphh nÑhï

„CJOJQJaJh nÑh6UCJOJQJaJh nÑh nÑCJOJQJaJ+ j¸ðh nÑh nÑB*CJOJQJaJph+ jmðh nÑh nÑB*CJOJQJaJphU(h nÑh nÑB*CJH*OJQJaJph%h nÑh nÑB*CJOJQJaJph(h nÑh nÑ5B*CJOJQJaJph có thà gi£i thích bßi sñ phân tán b¥t ký trong ch¿ t¡o, bßi các quá trình công nghÇ khác nhau và bßi ch¥t l°ãng cça silic.

- Pin m·t trÝi silic a tinh thà °ãc mô t£ nh° sau: silic tinh thà lÏng °ãc rót và làm l¡nh thnàh khÑi có chiÁu dài c¡nh ¿n 40 cm.. NhÝ ó t¡o ra mÙt sÑ l°ãng giÛi h¡n các tinh thà °ãc Ënh h°Ûng. Các khÑi sau ó °ãc c¯t t°¡ng éng vÛi h°Ûng tinh thà có chiÁu dài 10 15 cm và ti¿p tåc thành )a (t¥m) có chiÁu dày 0,4mm. Tuy có quá trình công nghÇ ch¿ t¡o ¡n gi£n so vÛi silic ¡n tinh thà và có chi phí gi£m thiÃu song pin silic a tinh thà l¡i có hiÇu su¥t th¥p (10 12 %).

b) Pin m·t trÝi lÛp mÏng

ã të lâu ng°Ýi ta tìm ki¿m các biÇn pháp kù thu­t à xí lý ti¿t kiÇm mÙt cách c¡ b£n ch¥t silic ¯t tiÁn nhÝ viÇc tránh hao tÕn khi c¯t và nhÝ gi£m thiÃu chiÁu dày lÛp ho¡t tính.

Các quá trình à ch¿ t¡o các pin m·t trÝi cñc mÏng të silic vô Ënh hình có chiÁu dày lÛp kho£ng 1 (m hiÇn nay là mÙt phát ki¿n ti¿n bÙ nh¥t. D¡ng pin này chính là pin m·t trÝi lÛp mÏng.

NhÝ nhïng quá trình t°¡ng Ñi ¡n gi£n, ng°Ýi ta tách të pha khí ß kho£ng 150oC °ãc các lÛp silic vô Ënh hình dày kho£ng 1 (m. Do có tính ch¥t h¥p thå ·c biÇt so vÛi silic tinh thà mà các lÛp silic vô Ënh hình cñc mÏng có thà h¥p thå hoàn toàn các phôton.

Trong thñc t¿ ng°Ýi ta c§n iÇn áp cao h¡n iÇn áp có thà c¥p të mÙt pin riêng biÇt. à có iÇn áp cao c§n m¯c nÑi ti¿p nhiÁu pin. Ñi vÛi pin m·t trÝi lÛp mÏng ng°Ýi ta ch¿ t¡o °ãc các mô un iÇn m·t trÝi liên k¿t các m¡ch nÑi ti¿p các pin riêng biÇt nhÝ kù thu­t ép m·t n¡ và ph°¡ng pháp lade.

Các °u th¿ mang tính tiÁm nng vÁ chi phí cça pin m·t trÝi lÛp mÏng tuy nhiên không l¥n át °ãc các h¡n ch¿ c¡ b£n nh° hiÇu su¥t th¥p (6 ( 8%) và kh£ nng mß rÙng s£n xu¥t còn bË giÛ h¡n nên ¿n nay v«n còn ch°a °ãc phÕ bi¿n.

Ñi vÛi pin m·t trÝi ch¿ t¡o të các ch¥t bán d«n liên k¿t, các lÛp ho¡t tính cça nó là h×n hãp cça các v­t liÇu bán d«n khác nhau, thí då të galli arsen, cadmisinfid - Óng sunfit, Óng indi-selen (Cí) có triÃn vÍng phát triÃn nh¥t. ¯u th¿ c¡ b£n so vÛi silic tinh thà (lÛp dày) cça lo¡i này là có k¿t c¥u r¥t mÏng (2 ( 3 (m), iÁu này cho kh£ nng h¥p thå ánh sáng tÑt h¡n. Do phát triÃn m¡nh pin CiS nên ß Mù lo¡i pin này có kh£ nng bÕ xung và thay th¿ các pin m·t trÝi vô Ënh hình.

Trong t°¡ng lai ng°Ýi ta s½ ti¿n hành nghiên céu à ch¿ t¡o pin m·t trÝi të liên k¿t silic germani, mà theo lý thuy¿t khi °ãc bÕ sung chính xác mÙt l°ãng C và H trên nhïng kho£ng cách gi£i mong muÑn s½ có thà ¡t hiÇu su¥t 20%.

Hình 1.51. S¡ Ó nguyên lý cça t¿ bào quang iÇn Silicon