Mặt trời cung cấp cho chúng ta nguồn năng lượng dồi dào; không cạn kiệt và không sản sinh ra khí thải carbon dioxide. Chính vì vậy việc phát triển ngành công nghệ NLMT đang được rất nhiều nhà khoa học quan tâm.
Đầu tiên chúng ta sẽ đi vào tìm hiểu khái niệm của một số thuật ngữ sau:
Pin NLMT hay pin quang điện: Đây là thiết bị làm nhiệm vụ chuyển đổi trực tiếp năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện. Nói cách khác là chuyển đổi quang năng thành điện năng dựa vào hiệu ứng quang điện .
Hiệu ứng quang điện: Chuyển hóa quang năng thành điện năng khi có ánh sáng mặt trời chiếu vào.
Tấm pin mặt trời là những tấm có bề mặt lớn hấp thụ ánh nắng mặt trời rồi biến nó thành điện năng. Mỗi tấm pin lại được tạo nên bởi nhiều tế bào quang điện. Nhiệm vụ của chúng là thực hiện quá trình tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời.
Chất bán dẫn
Silicon còn có tên gọi khác là chất bán dẫn. Nó là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Ở nhiệt độ thấp chất bán dẫn hoạt động giống 1 chất cách điện còn ở nhiệt độ phòng chất bán dẫn sẽ có tính dẫn điện. Với tính chất như vậy, silicon là 1 thành phần quan trọng trong cấu tạo của pin NLMT.
Mặc dù mức dẫn điện của Silicon còn hạn chế nhưng cấu trúc tinh thể của nó lại rất phù hợp trong việc tạo ra chất bán dẫn. Các Nguyên tử silicon cần sử dụng electron giúp trung hòa điện tích. Tuy lớp vỏ bên ngoài của nó chỉ có ½ số electron cần thiết nên nó sẽ tìm cách trung hòa điện tích bằng cách bám chặt với các nguyên tử khác .
Để tăng độ dẫn điện của silicon, những nhà khoa học đã “tạp chất hóa” nó bằng cách kết hợp nó với nhiều vật liệu khác. Silicon được pha tạp lẫn những tạp chất để tạo ra nhiều electron tự do và lỗ trống. Chất bán dẫn silicon sẽ có hai phần, mỗi phần lại được pha tạp với 1 loại vật liệu khác. Phần đầu tiên được pha với phốt pho (P). P cần 5 electron để trung hòa điện tích và có đủ 5 electron trong vỏ của nó. Khi kết hợp với silicon, 1 electron bị dư ra. Electron đặc trưng cho điện tích âm nên phần này được gọi là silicon loại N – điện cực N. Để tạo ra được silicon loại P – điện cực P thì phải kết hợp silicon với boron. Để trung hòa điện tích Boron chỉ cần 3 electron. Khi Boron với silicon kết hợp với nhau sẽ tạo ra những lỗ trống để electron lấp đầy.
Khi silicon với năng lượng tiếp xúc với nhau thì electron tự do bên điện cực N sẽ di chuyển sang điện cực P để lấp đầy các lỗ trống. Các electron từ cả 2 điện cực N và P sẽ cùng nhau tạo ra điện trường. Các tế bào trong tấm pin NLMT sẽ trở thành một diode. Điều này cho phép electron di chuyển từ điện cực P đến N nhưng không cho phép electron di chuyển ngược lại.
Xem thêm:
