Nội dung báo cáo trình bày về cấu tạo, tính chất, nguyên lý hoạt động, ứng dụng các loại pin mặt trời, một nguồn năng lượng mới thân thiện với môi trường, đang được quan tâm nghiên cứu rất nhiều trên thế giới với mục tiêu góp phần thay thế cho nguồn năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch rất gây ô nhiễm và đang cạn kiệt dần. Bài này được soạn bởi các học viên cao học khoa kỹ thuật hóa học trường Đại học Bách Khoa TPHCM, là một vấn đề mới và rất có ích cho các bạn học cùng chuyên ngành hay làm khoa học về các lĩnh vực có liên quan. Chúc các bạn thành công
C U T O, TÍNH CH T VÀ NG D NG PIN M T TR IẤ Ạ Ấ Ứ Ụ Ặ Ờ GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Ngọc Hạnh SVTH: Phan Thị Huyền Trân Lê Thanh Sang The Faculty of Chemical Engineering Ho Chi Minh City University of Technology 065002 NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT HÓA HỌC I • Tổng quan II • Cấu tạo • Phân loại III • Các thế hệ của pin • Nguyên lý hoạt động IV • Ứng Dụng • Khả năng phát triển V • Kết luận 2/34 Nội dung Tổng quan Năng lượng ánh sáng mặt trời: Mặt trời là một lò phản ứng nhiệt hạch, cách trái đất khoảng 150 triệu km. Trước khi vào bầu khí quyển, cường độ bức xạ năng lượng ASMT là 1367W/m2. 3/34 Tổng quan Tiềm năng bức xạ mặt trời ở Việt Nam Việt Nam là một trong các quốc gia có tiềm năng đáng kể về năng lượng mặt trời (NLMT). Các số liệu khảo sát về lượng bức xạ mặt trời cho thấy, các địa phương ở phía Bắc bình quân có khoảng từ 1800-2100 giờ nắng trong một năm, còn các tỉnh ở phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào) bình quân có khoảng từ 2000-2600 giờ nắng trong một năm. 4/34 Tổng quan Pin năng lượng mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện) là thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p- n, dưới sự hiện diện của ánh sáng mặt trời có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được. Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng quang điện. Các cách lắp ghép PMT 5/34 Tổng quan Lịch sử phát triển: Vào năm 1839, Alexandre Edmond Becquerel phát hiện ra hiệu ứng quang điện Năm 1883, Charles Fritts chế tạo pin mặt trời từ các tấm Selenium, đạt hiệu suất dưới 1% 6/34 7/34 Tổng quan Russel Ohl là người đầu tiên chế tạo pin mặt trời giống như các pin được sử dụng ngày nay,1946 1954, Gerard Pearson, Daryl Chapin và Calvin Fuller chế tạo thành công tế bào quang điện đạt hiệu suất 6% được làm từ Silic và Cu2S/CdS 8/34 Cấu tạo 9 Phân loại 10/21 Các thế hệ của pin [...]... trong khu vực và thị trường thế giới 25/34 Ứng dụng 1 Ngôi nhà Mặt trời 26/34 Ứng dụng 2 Nguồn điện cho những nơi chưa có lưới điện Hiện trên quần đảo Trường Sa có 4.093 tấm pin mặt trời 27/34 Ứng dụng 3 Nhà máy điện năng lượng mặt trời: Nhà máy điện mặt trời lớn nhất thế giới với 300 ngàn tấm pin mặt trời trải rộng trên một diện tích gần 13 kilomet vuông tại California chính thức đi vào hoạt động... Thùy Linh, Đồ án Pin năng lượng mặt trời, Hitech Bách Khoa Hà Nội [4] Richard Hantula, Các tấm pin mặt trời hoạt động như thế nào (dịch) 2011 [5], Đề tài luận văn Lý thuyết và tiến hành chế tạo pin mặt trời 2009 [6] Đặng Trần Chiến, Luận án Chế tạo và khảo sát các tính chất của màng oxit Titan (TiO 2), oxit kẽm (ZnO) cấu trúc nano ứng dụng làm điện cực thu điện từ trong pin mặt trời quang điện... hệ 3 Đã và đang được nghiên cứu vô cùng mạnh mẽ Một số dạng: Pin mặt trời dùng chất màu nhạy sáng (DSSC) Pin mặt trời dùng chấm lượng tử nhạy sáng (QDSSC) Pin mặt trời hữu cơ (Polymer) Pin mặt trời quang điện hóa 17 Thế hệ 3 Hình a) Sự phân ly của cặp lỗ trống - điện tử (h+ và e-) tại mặt chuyển tiếp giữa vật liệu p và n b) Điện tử (e-) đi theo đường vân vật liệu n tiến đến cực dương, và lỗ trống... tại California chính thức đi vào hoạt động Nằm trên diện tích 2,5 km2,cánh đồng pin mặt trời trị giá 600 triệu USD sẽ cấp điện cho 20.000 nhà dân từ nguồn năng lượng xanh và sạch nhất con người có thể khai thác 28/34 Ứng dụng 29/39 Ứng dụng Đèn công cộng, đèn giao thông 30/34 Ứng dụng Phương tiện giao thông 31/34 Ứng dụng 32/34 Kết luận Năng lượng là nhu cầu sống còn của nhân loại trong tương lai... gian tối thiểu để xây dựng và phát triển nền công nghiệp điện mặt trời Việt Nam cần phải trở thành một nước có nền công nghiệp NLMT tiên tiến, cạnh tranh thế giới, dựa trên chính tiềm năng NLMT dồi dào của mình 33 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt: [1] PGS.TS Đặng Đình Thống, Pin mặt trời và ứng dụng, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 2004 [2] Nguyễn Trọng Thắng, Trần Thế San, Sổ tay điện mặt trời,... từ pin mặt trời thế hệ III, thế hệ pin mặt trời lai IV ra đời, kết hợp giữa nano tinh thể bán dẫn vô cơ và polymer dẫn điện tạo thành nano composite polymer Ưu điểm có kích thước mỏng, nên có thể kết hợp phủ nhiều lớp lên nhau để tạo thành pin hấp thu nhiều dãy sóng ánh sáng khác nhau nhằm tăng hiệu xuất chuyển hóa năng lượng Khuyết điểm: hiệu suất chuyển hóa năng lượng vẫn còn thấp, polymer sử dụng. .. đặc trưng 1.Độ dẫn điện và điện trở suất của chất bán dẫn : Độ dẫn Nghịch đảo của độ dẫn là điện trở suất: 21/34 Các thông số đặc trưng Ảnh hưởng của nhiệt độ và bức xạ L: độ dài khuếch tán D: hệ số khuếch tán : thời gian sống Công suất của pin mặt trời: P=IV I: cường độ dòng điện V: hiệu điện thế 22/34 Các thông số đặc trưng η= Hiệu suất biến đổi quang điện của pin mặt trời: η – hiệu suất... điện (insulator, thường là SiO2) và mặt trên cùng là điện cực trước 15/34 Nguyên lý hoạt động: Đầu tiên chất bán dẫn hấp thụ những photon với năng lượng bằng hoặc lớn hơn năng lượng vùng cấm Eg làm sinh ra những cặp electron và lỗ trống khi pin được phơi sáng Đây là quá trình chuyển hóa quang năng thành hóa năng Sau đó những cặp electron và lỗ trống này được phân ly và chuyển ra mạch ngoài Đây là... năng lượng vẫn còn thấp, polymer sử dụng trong pin thế hệ này cũng bị thoái hóa theo thời gian, làm hiệu suất của pin giảm theo thời gian sử dụng 19/39 Thế hệ 4 Nguyên lý hoạt động: Ánh sáng được hấp thụ bởi polymer ( P3HT) Các electron được kích thích trong tinh thể nano và được dẫn đến các điện cực Polymer(Pedot:Ps) dẫn lỗ trống đến điện cực còn lại và dòng được tải ra mạch ngoài CdSe - cadmium... điện tử trên vùng dẫn càng tăng Dẫn đến tính dẫn điện càng tăng 13/34 Thế hệ 2 Công nghệ màng mỏng Vật liệu: CdTe, CIGS ( Đồng, Indium, Gadium,Selenium), Silicon vô định hình, Nano tinh thể,… Là các chất bán dẫn có vùng cấm thẳng Là bán dẫn mỏng hơn ( . mạnh mẽ Một số dạng: Pin mặt trời dùng chất màu nhạy sáng (DSSC) Pin mặt trời dùng chấm lượng tử nhạy sáng (QDSSC) Pin mặt trời hữu cơ (Polymer) Pin mặt trời quang điện hóa 17 Thế hệ 3 Thế hệ. quan II • Cấu tạo • Phân loại III • Các thế hệ của pin • Nguyên lý hoạt động IV • Ứng Dụng • Khả năng phát triển V • Kết luận 2/34 Nội dung Tổng quan Năng lượng ánh sáng mặt trời: Mặt trời là. ra hiệu ứng quang điện Năm 1883, Charles Fritts chế tạo pin mặt trời từ các tấm Selenium, đạt hiệu suất dưới 1% 6/34 7/34 Tổng quan Russel Ohl là người đầu tiên chế tạo pin mặt trời giống