5. Phương pháp nghiên cứu
2.2.6. Tổn hao trong pin mặt trời
Khi ánh sáng chiếu vào pin mặt trời thì chỉ một phần nhỏ của năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng điện trong các thiết bị quang điện. Phần lớn tổn hao năng lượng góp phần tạo ra nhiệt trong các thiết bị và do đó dẫn đến tăng nhiệt độ, gây ra tác động không thể tránh khỏi đối với hiệu suất của các thiết bị quang điện. Do đó, các quá trình tổn hao trong pin mặt trời đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng mặt trời.
2.2.6.1. Tổn hao quang học trong pin mặt trời
Tổn hao quang học trong pin mặt trời chủ yếu ảnh hưởng đến năng lượng từ pin mặt trời bằng cách làm suy giảm sự phát sinh các cặp điện tử - lỗ trống dẫn đến làm suy giảm dòng điện ngắn mạch JSC. Các tổn hao quang học bao gồm ánh sáng có thể do ánh sáng bị phản xạ từ phía trước hoặc phía sau bề mặt; hoặc phản xạ bởi lớp tiếp xúc mặt trước do nó không được hấp thụ trong pin mặt trời. Đối với các pin mặt trời bán dẫn phổ biến nhất, toàn bộ phổ khả kiến (350 – 780 nm) có đủ năng lượng để tạo ra các cặp lỗ electron và do đó tất cả ánh sáng khả kiến sẽ được hấp thụ một cách lý tưởng.
Hình 2.8. Biểu diễn sự tổn hao quang học trong pin mặt trời [8].
2.2.6.2. Tổn hao hiệu suất do quá trình tái hợp
Các thông số vật liệu ảnh hưởng đến hiệu suất của pin mặt trời là thời gian sống của hạt tải không cơ bản và độ linh động của chúng. Nếu các hạt tải phát sinh trong vùng nghèo có chiều dài khuếch tán không đủ lớn so với kích thước của vùng nghèo sẽ làm suy giảm dòng quang điện hay nói cách khác là hiệu suất của pin. Nguyên nhân này có thể gán cho sự tồn tại của các tâm sâu hoặc các khuyết tật mạng tinh thể khác như lệch mạng hoặc phân biên giữa các hạt có mặt trong vật liệu, dẫn đến chiều dài khuếch tán sẽ bị giảm. Sự pha
mạch bị suy giảm do sự gia tăng của độ bão hòa dòng quang điện gây bởi các khuyết tật mạng tinh thể. Quá trình tái hợp của các hạt tải ở bề mặt cả mặt trước và mặt sau của pin cũng dẫn đến sự giảm điện áp hở mạch và dòng ngắn mạch. Cần lưu ý rằng, quá trình tái hợp của các hạt tải trong vùng nghèo cũng làm suy giảm hệ số điền đầy FF [1].
2.2.6.3. Tổn hao do điện trở nối tiếp và điện trở song song
Nguồn gốc của điện trở nối tiếp là trở kháng của bán dẫn khối, điện trở tiếp xúc và điện trở hình thành từ tương tác,…vv. Điện trở song song hình thành bởi các khuyết tật mạng tinh thể và dòng rò trên các bề mặt của pin.
Như vậy, có thể kết luận rằng, để tăng hiệu suất, điều cần thiết nhất là phải giảm được tổng mất mát của pin.