Các tế bào năng lượng mặt trời, còn được các nhà khoa học gọi là tế bào quang điện (PV), chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. PV lấy tên từ quá trình chuyển đổi ánh sáng (photon) thành điện năng (điện áp), được gọi là hiệu ứng PV . Hiệu ứng PV được phát hiện vào năm 1954, khi các nhà khoa học tại Bell Phone phát hiện ra rằng silicon (một nguyên tố được tìm thấy trong cát) tạo ra một điện tích khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Chẳng mấy chốc, pin mặt trời đã được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các vệ tinh không gian và các vật dụng nhỏ hơn như máy tính và đồng hồ.
Pin mặt trời truyền thống được làm từ silicon, thường là tấm phẳng và thường là hiệu quả nhất. Pin mặt trời thế hệ thứ hai được gọi là pin mặt trời màng mỏng vì chúng được làm từ vật liệu silic vô định hình hoặc vật liệu không đặc biệt như cadmium Telluride. Pin mặt trời màng mỏng sử dụng các lớp vật liệu bán dẫn chỉ dày vài micromet. Do tính linh hoạt của chúng, pin mặt trời màng mỏng có thể tăng gấp đôi như ván lợp và gạch trên mái nhà, mặt tiền tòa nhà hoặc kính cho giếng trời
Pin mặt trời thế hệ thứ ba đang được chế tạo từ nhiều loại vật liệu mới bên cạnh silicon, bao gồm mực năng lượng mặt trời sử dụng các công nghệ in ấn thông thường, thuốc nhuộm mặt trời và nhựa dẫn điện. Một số pin mặt trời mới sử dụng ống kính nhựa hoặc gương để tập trung ánh sáng mặt trời vào một mảnh rất nhỏ của vật liệu PV hiệu quả cao. Vật liệu PV đắt hơn, nhưng vì rất ít cần thiết, các hệ thống này đang trở nên hiệu quả về mặt chi phí để sử dụng bởi các tiện ích và ngành công nghiệp. Tuy nhiên, vì các ống kính phải hướng vào mặt trời, việc sử dụng các bộ thu tập trung bị giới hạn ở những nơi nắng nhất của đất nước.
Vật liệu và thiết bị quang điện (PV) chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện. Một thiết bị PV được gọi là một tế bào. Một tế bào PV riêng lẻ thường nhỏ, thường tạo ra công suất khoảng 1 hoặc 2 watt. Để tăng sản lượng điện của các tế bào PV, chúng được kết nối với nhau theo chuỗi để tạo thành các đơn vị lớn hơn được gọi là mô-đun hoặc bảng. Các mô-đun có thể được sử dụng riêng lẻ, hoặc một số có thể được kết nối để tạo thành mảng. Một hoặc nhiều mảng sau đó được kết nối với lưới điện như là một phần của hệ thống PV hoàn chỉnh. Do cấu trúc mô-đun này, các hệ thống PV có thể được xây dựng để đáp ứng hầu hết mọi nhu cầu năng lượng điện, dù nhỏ hay lớn.
Các hệ thống PV lớn nhất trong cả nước được đặt tại California và sản xuất điện cho các tiện ích để phân phối cho khách hàng của họ. Nhà máy điện Solar Star PV sản xuất 579 megawatt điện, trong khi trang trại năng lượng mặt trời Topaz và trang trại năng lượng mặt trời sa mạc mỗi nơi sản xuất 550 megawatt.
PIN QUANG ĐIỆN
Thường được gọi là pin mặt trời, các tế bào PV riêng lẻ là các thiết bị sản xuất điện được làm bằng các vật liệu bán dẫn khác nhau(MONO, POLY). Các tế bào PV có nhiều kích cỡ và hình dạng, từ nhỏ hơn tem bưu chính đến vài inch. Pin mặt trời thường nhỏ hơn độ dày của bốn sợi tóc người. Để chịu được ngoài trời trong nhiều năm, các tế bào được kẹp giữa các vật liệu bảo vệ trong sự kết hợp của thủy tinh và / hoặc nhựa để tạo ra một mô-đun PV.
HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG QUANG ĐIỆN
Các mô-đun và mảng PV chỉ là một phần của hệ thống PV. Các hệ thống cũng bao gồm các cấu trúc lắp đặt các tấm hướng về phía mặt trời, cùng với các bộ phận lấy dòng điện trực tiếp (DC) được tạo ra bởi các mô-đun và chuyển đổi nó thành dòng điện xoay chiều (AC) được sử dụng để cấp nguồn cho tất cả các thiết bị trong bạn nhà.
