Nguyên lý phát điện trên mái nhà bằng tấm pin mặt trời
Ánh sáng mặt trời chiếu vào tiếp giáp p-n bán dẫn tạo thành các cặp lỗ trống-electron mới. Dưới tác dụng của điện trường tiếp giáp p-n, các lỗ di chuyển từ vùng n sang vùng p và các electron từ vùng p đến vùng n và một dòng điện được hình thành sau khi bật mạch. Đây là nguyên lý làm việc của pin mặt trời hiệu ứng quang điện. Sản xuất năng lượng mặt trời Có hai phương pháp sản xuất năng lượng mặt trời, một là phương pháp chuyển đổi ánh sáng-nhiệt-điện, hai là phương pháp chuyển đổi trực tiếp ánh sáng-điện.
(1) Phương pháp chuyển đổi ánh sáng-nhiệt-động-điện sử dụng bức xạ mặt trời để tạo ra điện. Nói chung, bộ thu năng lượng mặt trời chuyển đổi nhiệt hấp thụ thành hơi của chất lỏng hoạt động, sau đó điều khiển tua bin hơi nước để tạo ra điện. Quá trình trước đây là quá trình chuyển đổi ánh sáng-nhiệt; quá trình sau là quá trình chuyển đổi cuối cùng từ chuyển động nhiệt thành điện năng, giống như quá trình sản xuất nhiệt điện thông thường. Nhược điểm của việc sản xuất nhiệt điện mặt trời là hiệu suất thấp và chi phí cao. Ước tính chi phí đầu tư của nó đắt gấp ít nhất 5-10 lần so với các nhà máy nhiệt điện thông thường.
(2) Phương pháp chuyển đổi trực tiếp ánh sáng thành điện Phương pháp này sử dụng hiệu ứng quang điện để chuyển đổi trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời thành năng lượng điện. Thiết bị cơ bản để chuyển đổi ánh sáng thành điện năng là pin mặt trời. Pin mặt trời là thiết bị chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện nhờ hiệu ứng quang điện. Nó là một photodiode bán dẫn. Khi mặt trời chiếu vào photodiode, photodiode sẽ biến năng lượng ánh sáng của mặt trời thành năng lượng điện, tạo ra dòng điện. Khi nhiều pin được mắc nối tiếp hoặc song song, có thể hình thành một mảng pin mặt trời hình vuông có công suất đầu ra tương đối lớn. Pin mặt trời là loại nguồn năng lượng mới đầy hứa hẹn với ba ưu điểm chính: lâu dài, sạch sẽ và linh hoạt. Pin mặt trời có tuổi thọ dài. Chỉ cần mặt trời còn tồn tại, pin mặt trời có thể đầu tư một lần và sử dụng lâu dài; so với sản xuất nhiệt điện, pin mặt trời sẽ không gây ô nhiễm môi trường.