Pin mặt trời có cấu tạo và hoạt động như thế nào?

Pin mặt trời là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện năng lượng mặt trời. Với khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng, pin mặt trời đang dần trở thành xu hướng trong việc sử dụng nguồn năng lượng tái tạo, sạch và bền vững. Vậy pin mặt trời có cấu tạo và hoạt động như thế nào? Hãy cùng Ánh Dương Solar tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

1. Pin mặt trời và cấu tạo của nó

Pin mặt trời được chia làm 8 bộ phận gồm. Khung của pin thường bằng nhôm, kính cường lực, hai lớp màng EVA, solar cell, tấm nền pin (nằm phía sau), hộp đấu dây, cáp điện, và Jack kết nối.

1.1. Khung của pin

Khung của pin mặt trời có nhiệm vụ chính là tạo ra một kết cấu đủ cứng để tích hợp solar cell và các bộ phận khác lên trên nó. Với thiết kế chắc chắn nhưng vẫn đảm bảo trọng lượng đủ nhẹ. Khung có vai trò bảo vệ và cố định các thành phần nằm bên trong trước tải trọng gió lớn hay ngoại lực tác động từ bên ngoài. Thậm chí một số khung còn được anode hóa và gia cố thêm thanh ngang để tăng độ cứng cho tấm pin. Khung thường làm bằng nhôm có mùa bạc.

1.2. Kính cường lực của pin mặt trời

Giúp bảo vệ solar cell khỏi các tác động của thời tiết như nhiệt độ, mưa, bụi, mưa đá, tuyết (đường kính 2,5cm trở lại) và những tác động va đập khác từ bên ngoài. Kính cường lực được thiết kế có độ dày từ 2-4mm (đa số là khoảng 3.2-3.3mm) để đảm bảo đủ khả năng bảo vệ và duy trì được độ trong suốt cho tấm pin năng lượng (ánh sáng ít bị phản xạ lại, khả năng hấp thụ hiệu quả).

1.3. Lớp màng kết dính EVA

Còn được gọi tên khác là chất kết dính. Là 2 lớp màng bằng polymer trong suốt được đặt trên và dưới của lớp solar cell. Có tác dụng kết dính cell với lớp kính cường lực nằm phía trên và tấm nền ở phía dưới. Lớp chất kết dính này còn có tác dụng hấp thụ và bảo vệ cell khỏi sự rung lắc, tránh bám bụi và ẩm ước. Vật liệu EVA (ethylene vinyl acetate) có khả năng chịu đựng nhiệt độ khắc nghiệt và có độ bền bỉ rất cao.

1.4. Solar cells

Pin năng lượng mặt trời được cấu tạo từ nhiều đơn vị nhỏ hơn là solar cell. Những loại pin thông dụng như mono và poly được làm từ silic, một loại chất bán dẫn rất phổ biến. Trong một cell, tinh thể silic bị kẹp giữa hai lớp dẫn điện (là ribbon và các thanh busbar). Một tế bào quang điện sử dụng hai lớp silic bán dẫn khác nhau, loại N và loại P.

1.5. Tấm nền pin (phía sau)

Có vai trò cách điện, nhiệm vụ bảo vệ cơ học và chống ẩm. Vật liệu chính được sử dụng có thể là polymer, nhựa PP… Tấm nền pin mặt trời có độ dày khác nhau tùy vào hãng sản xuất. Phần lớn những tấm nền pin sẽ có màu trắng. Với sự phát triển mạnh của công nghệ, hiện tại một số hãng như Canadian Solar đã có một số dòng pin đặc biệt như BiKu. Loại pin năng lượng không có tấm nền ở phía sau, thay vào đó là mặt kính cường lực. Giúp pin có thể hấp thụ ánh nắng ở cả hai mặt trước và sau.

1.6. Hộp đấu dây

Đặt ở dưới phía sau cùng. Là nơi tập hợp và chuyển năng lượng điện được sinh ra từ tấm ra ngoài. Vì đây là điểm trung tâm quan trọng nên được thiết kế bảo vệ khá chắc chắn.

1.7. Cáp điện DC

Loại cáp điện chuyên dụng cho điện mặt trời. Có khả năng cách điện một chiều DC cực tốt, kèm với đó là khả năng chống chịu tốt trước sự khắc nghiệt mà thời tiết đem lại (tia cực tím, nước, bụi, ẩm..) và tác động cơ học khác từ bên ngoài.

1.8. Jack kết nối

Là đầu nối điện được dùng để kết nối các tấm pin mặt trời. Loại jack kết nối này giúpdễ dàng kết nối những tấm pin và dãy pin bằng cách gắn jack từ những tấm pin liền kề với nhau bằng tay.

2. Nguyên lí hoạt động của pin mặt trời

Pin mặt trời hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện (photovoltaic effect), cụ thể:

• Bước 1: Tiếp nhận ánh sáng mặt trời: Khi mặt trời chiếu sáng, photon ánh sáng đi qua lớp kính và tiếp xúc với tế bào quang điện.

• Bước 2: Tạo ra dòng điện một chiều (DC): Các photon này đánh bật electron trong tế bào silicon ra khỏi nguyên tử. Dòng chuyển động của electron tự do tạo ra dòng điện một chiều (DC).

• Bước 3: Dòng điện đi qua inverter: Điện DC sẽ được đưa vào bộ biến tần (inverter) để chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC), phù hợp với thiết bị điện sinh hoạt.

• Bước 4: Tiêu thụ điện hoặc hòa lưới:

      Nếu hệ thống có lưu trữ, phần điện dư sẽ sạc vào pin lưu trữ để dùng vào buổi tối.

      Nếu hòa lưới, phần điện dư sẽ đẩy lên lưới điện quốc gia, giúp giảm chi phí điện.

3. Các loại pin mặt trời phổ biến hiện nay

3.1. Pin mặt trời đơn tinh thể (Monocrystalline)

• Màu đen, hiệu suất 18–21%.

• Tuổi thọ cao, bền bỉ với môi trường.

• Giá thành cao hơn nhưng phù hợp không gian hẹp.

3.2. Pin mặt trời đa tinh thể (Polycrystalline)

• Màu xanh lam, hiệu suất 15–17%.

• Giá rẻ hơn, phổ biến với các hệ thống dân dụng.

• Cần không gian rộng hơn để đạt công suất tương đương mono.

3.3. Pin màng mỏng (Thin-film)

• Mỏng, nhẹ, dẻo, có thể uốn cong.

• Hiệu suất 10–12%, thích hợp cho các ứng dụng linh hoạt như mái cong, di động.

• Thời gian sử dụng thấp hơn, ít phổ biến tại Việt Nam.

4. Ưu điểm khi sử dụng pin mặt trời

• Tiết kiệm điện: Giảm ngay hóa đơn điện từ 30% đến 100% tùy hệ thống.

• Thân thiện môi trường: Điện mặt trời là nguồn năng lượng xanh và có thế tái tạo. Sử dụng điện mặt trời không phát thải khí CO₂, góp phần bảo vệ môi trường sống.

• Tuổi thọ cao: Trung bình 25–30 năm, bảo hành từ 10–25 năm tùy thương hiệu.

• Tự chủ nguồn điện: Chủ động nguồn điện khi cúp điện, tránh phụ thuộc lưới điện.

• Đầu tư sinh lời: Có thể bán điện dư (nếu được hỗ trợ từ EVN) hoặc sử dụng để vận hành sản xuất.

5. Kết luận –  Liên hệ tư vấn điện mặt trời

Qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ pin mặt trời có cấu tạo và hoạt động như thế nào. Với khả năng tận dụng nguồn năng lượng sạch và miễn phí từ mặt trời, pin mặt trời là giải pháp lý tưởng giúp tiết kiệm chi phí điện năng, bảo vệ môi trường và đầu tư hiệu quả trong dài hạn.

Nếu bạn cần tư vấn lắp đặt hệ thống pin mặt trời phù hợp với nhu cầu hộ gia đình hoặc doanh nghiệp. Đừng ngần ngại hãy liên hệ với Ánh Dương Solar để được hỗ trợ khảo sát và báo giá chi tiết

• Hotline : 0982.114.115
• Trụ Sở: 17 Đường D1, Phường 7, Quận 8, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam
• Chi nhánh: 10 Sông Thao, Phường 2, Quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh
• Chi nhánh: 249 Phạm Hữu Lầu P. 6,TP Cao Lãnh, Đồng Tháp. (Nội Thất Hoàn Mỹ)
• Chi nhánh: 486/14a QL13, Khu  Phố 6, Hiệp  Bình  Phước, Thủ  Đức, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam
• Chi Nhánh: 397 Nguyễn Sinh Sắc, P1, TP Sa Đéc Đồng Tháp. (đối diện công viên Bác Hồ)
• Chi nhánh: 9A Châu Văn Liêm, phường Mỹ Bình, TP Long Xuyên, An Giang
• Chi nhánh: Số 12 Thủ Khoa Huân, Phường 1, Mỹ Tho, Tiền Giang.