Pin mặt trời qua từng năm tháng

Để chế tạo thì cần rất nhiều công sức vậy nên bạn nào học chuyên sau sẽ được các thầy/cô hướng dẫn làm chi tiết, và các bạn cũng phải bỏ công sức ra làm, đôi lúc cũng sẽ phải bỏ tiền túi ra. Thông thường để làm ra thì tốn rất nhiều thời gian, 6 tháng đến 3 năm hoặc hơn:)) Trong thời gian đó chắc các bạn cũng phải thất bại tầm 10 - 20 lần:)) 1 lần chắc cũng mất 1 - 2 tháng (Cái này mình chỉ nói vui nha, vậy nên là nó có thật đấy).

Hiện nay có tới 4 thế hệ pin mặt trời khác nhau:

- Thế hệ thứ 1: Họ dùng vật liệu silicon để làm và silicon phải có độ tinh khiết đến độ 99,999%. Nó có tên khác là Pin Mặt Trời Đơn Tinh Thể ( Monocrystalline Solar Panels). Để tạo ra 1 tấm như vậy thì họ phải tập hợp rất nhiều các tế bào quang điện, và họ dùng cát để tạo ra, tất nhiên thì trước đó phải biến đổi cát thành tinh thể silicon tinh khiết 99,999%.

- Thế hệ thứ 2: Họ dùng silic rất mỏng, cõ 200 micromet nhưng rất cứng và giòn. Nó còn có tên gọi khác là Pin Mặt Trời Màng Mỏng (Thin-Film Solar Cell == Thin-Film Photovoltaic). Vì tính chất mỏng, nhẹ, dẻo, dễ uốn nên thường có thể dán nó trên cửa sổ, kính những toà nhà cao tầng, mái ngói hay các lại giá đỡ. Tuy nhiên hiệu suất của thế hệ này khá thấp, chỉ vào khoảng 7 - 12%. Pin Mặt Trời thế hệ 1 cải tiến có hiệu suất từ 15 - 20%, cao gấp đôi.

- Thế hệ thứ 3: Đây là thế hệ rất khác so với 2 người tiền nhiệm, họ dùng các hạt tinh thể nano siêu nhỏ như Nano Silic,... hoặc các chấm lượng tử như PdSe, CdTe, PbS,... Ở thế hệ thứ 3 này có rất nhiều loại khác nhau như Pin quang điện hoá (PEC), Pin Polymer, Pin lai hoá giữa tinh thể nano/Hữu cơ (Kết hợp giữa tinh thể nano và Polymer), Pin Mặt Trời Chấm Lượng tử (Quantum Dots Solar Cell - QDSC).

- Thế hệ thứ 4: Đây là thế hệ cải tiến hơn thế hệ thứ 3, đây được gọi là Pin Mặt Trời Nano Composite. Vật liệu Graphene được xem là loại vật liệu hiện đang được nghiên cứu để nâng cao hiệu suất cho nhiều ứng dụng khác nhau. Nhóm chuyên gia tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM vừa chế tạo thành công pin mặt trời chất màu nhạy quang có sử dụng vật liệu nanocomposite trên cơ sở graphene làm điện cực catot và anot. Pin có khả năng cải thiện hiệu suất hơn 20% so với pin dùng vật liệu Pt và TiO2 truyền thống, đồng thời giảm đáng kể lượng vật liệu Pt và TiO2 sử dụng. Đây là nguyên lý hoạt động của Pin Mặt Trời DSSC.

Tuy nhiên nhược điểm của 2 thế hệ sau là hiệu suất vẫn kém hơn so với dùng silicon trên nên Wafer. Do dùng Polymer nên cũng dễ bị thoái hoá theo thời gian, làm giảm hiệu suất.

Đây là hình ảnh thể hiện hiệu suất và sự phát triển của pin mặt trời qua các năm (các bạn chịu khó phóng to ra nhìn nhé vì ảnh này tập hợp rất nhiều nên nó phải bị thu nhỏ chữ và nhiều thứ khác).

Trong hình các bạn có thể thấy rõ, vào năm 2019 thì hiệu suất của pin mặt trời đã lên tới 47,1% là pin mặt trời 4 lớp bán dẫn, NREL( 6-J, 143x). Vào năm 2021 cũng có rất nhiều loại pin mới được ra đời, tuy nhiên hiệu suất của nó lại thấp hơn rất nhiều. Hiện các loại pin mặt trời các bạn thấy bán đại trà trên thị trường là các loại pin mặt trời thế hệ 1 và 2, vì hiện tại 2 thế hệ này là dễ chế tạo nhất và giá thành cũng rẻ hơn, hiệu suất cỡ 15 - 20%, cao nhất là 25%, thông thường chỉ cần 20% là các bạn đã tiết kiệm được cả triệu tiền điện mỗi tháng, tuy nói rẻ nhưng thật sự không hề rẻ, nó chỉ rẻ so với mặt bằng chung của các loại pin mặt trời thôi. Các loại pin mặt trời thế hệ 3 và 4 thì số tiền bỏ ra để chế tạo rất là cao nên họ chưa dám làm kinh tế lớn cho 2 loại này, và vì 2 loại này cũng rất tốn thời gian để chế tạo, đồng thời độ ổn định của 2 loại này chưa thật sự hoàn thiện để có thể làm kinh tế lớn, hiện tại 2 loại này các bạn có thể mua để dùng nhưng các bạn có dám bỏ ra hàng trăm triệu mỗi 3 - 4 tháng để bảo trì nó không, cái này tiền bảo trì thôi chứ tiền chế tạo và lắp ráp cho toàn 1 chung cư hay 1 căn biệt thự, thậm chí là 1 khu vực dân cư xem, ồ cả số tiền bỏ ra lắp khá là "ít":)) Cứ mỗi 1% hiệu suất tăng thêm thì thế giới sẽ tiết kiệm thêm 1 tỷ kWh, hãy tưởng tượng 1 thế giới dùng pin mặt trời hiệu suất 50% xem:)) Tiết kiệm tiền điện thì nhiều nhưng tiền lắp ráp cũng đủ để thế giới này bạo loạn vì lý do, môi trường, kinh tế, thực phẩm, khu vực sống,...:)) Pin Mặt Trời rất độc hại, nó chỉ thân thiện với môi trường khi sử dụng, còn chế tạo thì không thân thiện 1 tý nào cả, nó có thể phá huỷ cả 1 môi trường sống