Các tấm pin mặt trời quang điện hấp thụ ánh sáng mặt trời như một nguồn năng lượng để tạo ra dòng điện trực tiếp. Một mô-đun quang điện (PV) là một tổ hợp các pin mặt trời quang điện được đóng gói, kết nối có sẵn ở các điện áp và công suất khác nhau. Các mô-đun quang điện tạo thành mảng quang điện của hệ thống quang điện tạo ra và cung cấp điện mặt trời trong các ứng dụng thương mại và dân dụng.

Ứng dụng phổ biến nhất của bộ sưu tập năng lượng mặt trời ngoài nông nghiệp là hệ thống sưởi ấm nước bằng năng lượng mặt trời.

Các mô-đun quang điện sử dụng năng lượng ánh sáng (photon) từ Mặt trời để tạo ra điện thông qua hiệu ứng quang điện. Phần lớn các mô-đun sử dụng các tế bào silicon tinh thể dựa trên wafer hoặc các tế bào màng mỏng. Thành viên cấu trúc (mang tải) của mô-đun có thể là lớp trên cùng hoặc lớp sau. Các tế bào cũng phải được bảo vệ khỏi thiệt hại cơ học và độ ẩm. Hầu hết các mô-đun là cứng nhắc, nhưng các mô-đun bán linh hoạt dựa trên các tế bào màng mỏng cũng có sẵn. Các tế bào phải được kết nối điện nối tiếp, nối tiếp nhau.

Một hộp nối PV được gắn vào mặt sau của bảng điều khiển năng lượng mặt trời và nó là giao diện đầu ra của nó. Bên ngoài, hầu hết các mô-đun quang điện sử dụng loại đầu nối MC4 để tạo điều kiện dễ dàng kết nối thời tiết với phần còn lại của hệ thống. Ngoài ra, giao diện nguồn USB có thể được sử dụng.

Các kết nối điện mô-đun được thực hiện nối tiếp để đạt được điện áp đầu ra mong muốn hoặc song song để cung cấp khả năng hiện tại (ampe) mong muốn. Các dây dẫn loại bỏ dòng điện có thể chứa bạc, đồng hoặc các kim loại chuyển tiếp dẫn điện không từ tính khác. Điốt bỏ qua có thể được kết hợp hoặc sử dụng bên ngoài, trong trường hợp che bóng một phần mô-đun, để tối đa hóa đầu ra của các phần mô-đun vẫn được chiếu sáng.

Một số mô đun PV mặt trời đặc biệt bao gồm các bộ tập trung trong đó ánh sáng được hội tụ bởi thấu kính hoặc gương chiếu vào các tế bào nhỏ hơn. Điều này cho phép sử dụng các tế bào với chi phí cao trên mỗi đơn vị diện tích (như gallium arsenide) một cách hiệu quả về chi phí.

Các tấm pin mặt trời cũng sử dụng các khung kim loại bao gồm các thành phần giá đỡ, giá đỡ, hình dạng phản xạ và máng để hỗ trợ tốt hơn cho cấu trúc bảng.

Năm 1839, khả năng một số vật liệu tạo ra điện tích khi tiếp xúc với ánh sáng lần đầu tiên được quan sát bởi Alexandre-Edmond Becquerel. Mặc dù các tấm pin mặt trời ra mắt quá kém hiệu quả đối với các thiết bị điện đơn giản, chúng vẫn được sử dụng như một công cụ để đo ánh sáng. Quan sát của Becquerel không được sao chép lại cho đến năm 1873, khi Willoughby Smith phát hiện ra rằng điện tích có thể được gây ra bởi ánh sáng chạm vào selen. Sau khám phá này, William Grylls Adams và Richard Evans Day đã xuất bản "Hành động của ánh sáng đối với selen" vào năm 1876, mô tả thí nghiệm mà họ sử dụng để tái tạo kết quả của Smith. Năm 1881, Charles Fritts đã tạo ra bảng điều khiển năng lượng mặt trời thương mại đầu tiên, được Fritts báo cáo là "liên tục, liên tục và có lực đáng kể không chỉ bằng cách tiếp xúc với ánh sáng mặt trời mà còn làm mờ đi ánh sáng ban ngày. Tuy nhiên, những tấm pin mặt trời này rất kém hiệu quả, đặc biệt là so với các nhà máy nhiệt điện than. Năm 1939, Russell Ohl đã tạo ra thiết kế pin mặt trời được sử dụng trong nhiều tấm pin mặt trời hiện đại. Ông đã cấp bằng sáng chế cho thiết kế của mình vào năm 1941. Năm 1954, thiết kế này lần đầu tiên được Bell Labs sử dụng để tạo ra pin mặt trời silicon thương mại đầu tiên.

Hầu hết các mô-đun năng lượng mặt trời hiện được sản xuất từ ​​pin mặt trời silic tinh thể (c-Si) làm từ silicon đa tinh thể và đơn tinh thể. Năm 2013, silicon tinh thể chiếm hơn 90% sản lượng PV trên toàn thế giới, trong khi phần còn lại của thị trường được tạo thành từ các công nghệ màng mỏng sử dụng cadmium Telluride, CIGS và silicon vô định hình

Các công nghệ năng lượng mặt trời thế hệ thứ ba đang nổi lên sử dụng các tế bào màng mỏng tiên tiến. Họ tạo ra một chuyển đổi hiệu quả tương đối cao với chi phí thấp so với các công nghệ năng lượng mặt trời khác. Ngoài ra, các tế bào đa khớp hình chữ nhật (MJ) chi phí cao, hiệu quả cao và đóng gói tốt nhất được sử dụng trong các tấm pin mặt trời trên tàu vũ trụ, vì chúng cung cấp tỷ lệ năng lượng được tạo ra cao nhất trên mỗi kg được đưa lên vũ trụ. Các tế bào MJ là các chất bán dẫn hỗn hợp và được làm từ gallium arsenide (GaAs) và các vật liệu bán dẫn khác. Một công nghệ PV mới nổi khác sử dụng các tế bào MJ là quang điện tập trung (CPV).

Trong trang này, bạn có thể tải xuống hình ảnh PNG miễn phí: Tải xuống hình ảnh PNG bảng điều khiển năng lượng mặt trời