Title Chuong 9. Pin mat troi.pdf ✅

CHƯƠNG 9. PIN MẶT TRỜI Solar Cells, SCs Giảng viên: Nguyễn Đức Cường Trường Đại học Công nghệ - ĐHQGHN Email: [email protected] Ngày 4 tháng 10 năm 2024 Giảng viên: Nguyễn Đức Cường (VNU-UET) CHƯƠNG 9. PIN MẶT TRỜI Ngày 4 tháng 10 năm 2024 1 / 21
NỘI DUNG 1 CHƯƠNG 9. PIN MẶT TRỜI Giảng viên: Nguyễn Đức Cường (VNU-UET) CHƯƠNG 9. PIN MẶT TRỜI Ngày 4 tháng 10 năm 2024 2 / 21
Nguyên tắc hoạt động của linh kiện quang điện Pin mặt trời là linh kiện chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Pin mặt trời thường được chế tạo từ chuyển tiếp Schottky hoặc pn. Với chuyển tiếp pn, thường lớp ở mặt hứng ánh sáng có độ dày nhỏ và được pha tạp nặng (ví dụ lớp n). Vùng nghèo nằm chủ yếu trong lớp p. Điện cực tiếp xúc với lớp n cần phải cho phép ánh sáng đi qua, và đảm bảo được điện trở nhỏ (finger electrode). Một lớp chống phản xạ (antireflection coating) được phủ lên trên lớp n để cho phép nhiều ánh sáng hơn đi vào trong linh kiện. Giảng viên: Nguyễn Đức Cường (VNU-UET) CHƯƠNG 9. PIN MẶT TRỜI Ngày 4 tháng 10 năm 2024 3 / 21
Nguyên tắc hoạt động của linh kiện quang điện Lớp n rất mỏng nên sự hấp thụ photon và sinh cặp điện tử-lỗ trống xảy ra chủ yếu trong vùng nghèo (độ rộng W ) và vùng trung hòa của lớp p (độ rộng `p). Các cặp điện tử-lỗ trống quang sinh được phân tách bởi điện trường trong E0. Điện tử trôi về vùng trung hòa của lớp n và khiến nó trở thành cực âm, trong khi đó lỗ trống trôi về vùng trung hòa của lớp p và khiến nó trở thành cực dương. Giữa hai cực của pin xuất hiện một hiệu điện thế gọi là thế hở mạch (open-circuit voltage). Khi nối với tải, sẽ có dòng điện chạy ở mạch ngoài. Khi linh kiện không được chiếu sáng, hiệu điện thế giữa hai điện cực bằng 0 do điện thế trong V0 được khử bằng điện thế tiếp xúc giữa kim loại và bán dẫn tại hai điện cực. Photon có bước sóng dài được hấp thụ tại vùng trung hòa của lớp p và cặp điện tử-lỗ trống sinh ra tại đó chỉ có thể khuếch tán do không có điện trường. Nếu thời gian tái hợp trung bình của điện tử là τe , thì nó có thể khuếch tán một quãng đường trung bình là Le = √ 2De τe , trong đó De là hệ số khuếch tán của nó tại vùng p. Chỉ những điện tử được sinh ra trong khoảng cách Le tính từ biên phải của vùng nghèo mới có thể tới được vùng nghèo và được kéo về phía n dưới tác dụng của điện trường E0. Giảng viên: Nguyễn Đức Cường (VNU-UET) CHƯƠNG 9. PIN MẶT TRỜI Ngày 4 tháng 10 năm 2024 4 / 21