Khả năng chuyển đổi quang điện hiệu quả và độ ổn định của Tấm năng lượng mặt trời đơn tinh thể được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống phát điện năng lượng mặt trời khác nhau. Hiệu ứng quang điện là nguyên lý cốt lõi của các tấm silicon đơn tinh thể để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện. Tuy nhiên, hiệu quả của hiệu ứng quang điện bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Sau đây sẽ thảo luận về các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu ứng quang điện của các tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể.
1. Cường độ ánh sáng là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp nhất đến hiệu quả của hiệu ứng quang điện. Cường độ ánh sáng mặt trời càng cao thì càng có nhiều photon, có thể kích thích nhiều electron hơn và tạo ra nhiều dòng điện hơn. Cường độ ánh sáng thường bị ảnh hưởng bởi thời gian, thời tiết, mùa và vị trí địa lý. Sự thay đổi cường độ ánh sáng mặt trời ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất chuyển đổi quang điện của các tấm pin. Ví dụ, vào một ngày quang đãng, cường độ ánh sáng mạnh và các tấm pin có thể tạo ra nhiều điện hơn; vào ngày nhiều mây hoặc u ám, cường độ ánh sáng yếu đi và công suất phát điện cũng giảm theo.
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng quang điện phức tạp hơn. Mặc dù hiệu suất của các tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể tương đối ổn định ở nhiệt độ cao, nhưng nhiệt độ quá cao sẽ dẫn đến hiệu suất chuyển đổi quang điện giảm. Nhiệt độ cao sẽ làm tăng chuyển động nhiệt của các electron trong vật liệu silicon, làm tăng sự mất mát tái hợp của các electron và do đó làm giảm dòng điện đầu ra của tấm pin. Nói chung, hiệu suất của các tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể là tốt nhất ở khoảng 25°C và hiệu suất chuyển đổi quang điện có thể giảm 0,4% đến 0,5% khi nhiệt độ tăng thêm 1°C.
3. Phản ứng quang phổ đề cập đến độ nhạy của các tấm pin mặt trời với ánh sáng có bước sóng khác nhau. Các tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể có phản ứng quang phổ tốt với vùng ánh sáng khả kiến (khoảng 400-700 nanomet), nhưng phản ứng của chúng với ánh sáng hồng ngoại và tia cực tím tương đối yếu. Các photon có quang phổ khác nhau có tác dụng kích thích khác nhau lên các electron, do đó phản ứng quang phổ ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của hiệu ứng quang điện. Ví dụ, trong một vùng bước sóng cụ thể của quang phổ, bảng điều khiển có thể hiển thị hiệu suất chuyển đổi quang điện cao hơn, trong khi ở các vùng khác hiệu suất có thể thấp hơn.
4. Hiệu suất chuyển đổi quang điện của tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể cũng bị ảnh hưởng bởi chất lượng của vật liệu. Vật liệu silicon đơn tinh thể có độ tinh khiết cao có mật độ khuyết tật thấp hơn và độ linh động của chất mang cao hơn, giúp giảm sự mất mát tái hợp của electron và cải thiện hiệu quả của hiệu ứng quang điện. Nói một cách tương đối, vật liệu silicon có độ pha tạp không đồng đều hoặc tạp chất quá mức có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hiệu ứng quang điện và làm giảm hiệu suất của tấm pin. Vì vậy, việc đảm bảo chất lượng cao của vật liệu silicon là rất quan trọng để cải thiện hiệu ứng quang điện.
5. Quá trình xử lý bề mặt của tấm pin cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của hiệu ứng quang điện. Bề mặt của tấm silicon đơn tinh thể thường được xử lý bằng màng phản chiếu để giảm sự mất phản xạ ánh sáng và cải thiện khả năng hấp thụ ánh sáng. Ngoài ra, độ sạch của bề mặt tấm nền cũng là một yếu tố quan trọng. Bụi bẩn hoặc các chất gây ô nhiễm khác có thể cản trở sự tiếp xúc của ánh sáng, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển đổi quang điện. Do đó, việc vệ sinh và bảo trì thường xuyên bề mặt của bảng điều khiển có thể cải thiện hiệu suất phát điện của nó một cách hiệu quả.
6. Góc lắp đặt và hướng của tấm pin mặt trời có ảnh hưởng không thể bỏ qua đến hiệu ứng quang điện. Góc nghiêng tối ưu của bảng điều khiển phụ thuộc vào vĩ độ của vị trí lắp đặt và quỹ đạo của mặt trời. Bằng cách điều chỉnh góc nghiêng và hướng của tấm pin, ánh sáng mặt trời có thể được tối đa hóa, cường độ ánh sáng và hiệu quả của hiệu ứng quang điện có thể được cải thiện. Trong các mùa và khoảng thời gian khác nhau, việc điều chỉnh góc của bảng điều khiển có thể tối ưu hóa khả năng tiếp nhận ánh sáng và tăng thêm khả năng phát điện.
