Pin năng lượng Mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) - là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin mặt trời). Tế bào quang điện có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo. Chúng có thể được dùng như cảm biến ánh sáng (ví dụ cảm biến hồng ngoại), hoặc các phát xạ điện từ gần ngưỡng ánh sáng nhìn thấy hoặc đo cường độ ánh sáng.
Hình ảnh pin năng lượng mặt trời nắp trên mái nhà
Sự chuyển đổi này thực hiện theo hiệu ứng quang điện.
Hoạt động của pin mặt trời được chia làm ba giai đoạn:
Đầu tiên, năng lượng từ các photon ánh sáng được hấp thụ và hình thành các cặp electron-hole trong chất bán dẫn.
Các cặp electron-hole sau đó bị phân chia bởi ngăn cách tạo bởi các loại chất bán dẫn khác nhau (p-n junction). Hiệu ứng này tạo nên hiệu điện thế của pin mặt trời.
Pin mặt trời sau đó được nối trực tiếp vào mạch ngoài và tạo nên dòng điện.
Lợi ích của pin năng lượng mặt trời
- Tạo ra nguồn năng lượng xanh
Ánh sáng mặt trời là nguồn năng lượng tự nhiên quen thuộc với tất cả mọi người. Nhờ có tấm pin năng lượng mặt trời mà nguồn năng lượng tự nhiên đó được chuyển hóa thành điện năng để phục vụ cho đời sống của con người
- Thân thiện với môi trường
Một điểm cộng cho tấm pin năng lượng mặt trời chính là tạo ra một nguồn năng lượng sạch, thân thiện với môi trường.
Làm mát và bảo vệ hạ tầng mái nhà
Hệ thống điện năng lượng mặt trời được xây dựng trên mái nhà của các hộ gia đình, các nhà xưởng, resort,… là những nơi thoáng và tập trung nhiều ánh nắng mặt trời. Việc lắp đặt điện năng lượng mặt trời sẽ giúp làm mát ngôi nhà của bạn, giảm tác động của thiên nhiên đến hạ tầng của ngôi nhà mà còn tạo ra nguồn điện phục vụ các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của bạn.
