Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đã được mở rộng trong những năm gần đây, do các tấm pin mặt trời trở nên phổ biến như một giải pháp thay thế tái tạo để tạo ra điện. Việc nhìn thấy các tấm pin trên các mái nhà ngày càng trở nên phổ biến hơn. Hơn nữa, bạn có thể nhận thấy rằng các mô-đun quang (PV) mới nhất trông tối hơn so với các mô hình cũ hơn, điều này khiến mọi người nghĩ rằng ngày nay các tấm pin thường có màu đen.
Sự phổ biến của năng lượng mặt trời đã khiến các công ty phải tìm cách cải thiện thiết kế của các tấm pin để làm cho chúng trở nên hấp dẫn hơn để sử dụng cho mục đích dân dụng và thương mại. Điều này dẫn đến sự phát triển của các tấm pin với vẻ ngoài tối hơn so với các loại tấm PV khác được gọi là “tấm pin mặt trời all-black”. Đây là những mẫu trông đẹp hơn so với các mẫu cũ, đặc biệt là khi lắp đặt cho các ngôi nhà và cơ sở kinh doanh với thiết kế hiện đại.
Tuy nhiên, điều quan trọng cần biết là những tấm “đen” mới này không phải lúc nào cũng có màu đó. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tìm hiểu về lý do thực sự tại sao các tấm pin năng lượng được coi là màu đen và chúng tôi sẽ trả lời một số câu hỏi thường gặp mà bạn có thể tự hỏi mình.
Mục lục
Các tấm năng lượng mặt trời luôn có màu đen?
Các loại pin mặt trời
Hiện nay, trên thị trường có 3 loại tấm pin năng lượng mặt trời chính: đơn tinh thể, đa tinh thể và màng mỏng.
Các tấm đơn tinh thể được làm từ một tinh thể silicon tinh khiết duy nhất. Việc sử dụng silicon nguyên chất cũng làm cho các tấm này tiết kiệm không gian nhất và có tuổi thọ cao nhất trong cả ba loại. Tuy nhiên, rất nhiều silicon bị lãng phí để tạo ra một tế bào đơn tinh thể, dẫn đến giá thành cao hơn.
Các tấm đa tinh thể đến từ các tinh thể silicon khác nhau thay vì một. Các mảnh tinh thể silicon được nấu chảy thành một khuôn hình vuông, làm cho các tế bào này có giá cả phải chăng hơn vì hầu như không có bất kỳ sự lãng phí nào và tạo cho chúng hình dạng vuông đặc trưng. Tuy nhiên, điều này cũng làm cho chúng kém hiệu quả hơn so với đơn tinh thể về chuyển đổi năng lượng và không gian.
Cuối cùng, các tấm màng mỏng được đặc trưng bởi các lớp rất mỏng và linh hoạt, giúp các tấm này trở nên hoàn hảo cho các ứng dụng di động. Tuy nhiên, chúng kém hiệu quả hơn so với các tấm pin mặt trời silicon đã đề cập trước đây.
Tại sao các tấm pin mặt trời lại có màu đen?
Các tấm pin đơn tinh thể và đa tinh thể là những mô hình được sử dụng nhiều nhất cho các ứng dụng năng lượng mặt trời trên mái nhà; do đó, chúng tôi sẽ tập trung chủ yếu vào hai điều này.
Màu tối trong các tấm pin bắt nguồn từ phương pháp được sử dụng để sản xuất chúng. Cả hai loại tấm nền silicon đều được chế tạo theo một quy trình được gọi là Phương pháp Czochralski, bao gồm làm nóng chảy silicon cùng với các thành phần dẫn điện khác ở nhiệt độ cao.
Trong quá trình này, một thỏi silicon được hình thành. Trên các tấm đơn tinh thể, một tinh thể silicon nguyên chất duy nhất có dạng hình trụ được sử dụng và sau đó được cắt thành nhiều tấm mỏng. Mặt khác, các tấm đa tinh thể được tạo ra bằng cách sử dụng nhiều mảnh tinh thể silicon được nấu chảy thành một khuôn hình vuông.
Sự khác biệt về quy trình sản xuất đó là điều tạo nên sự khác biệt giữa màu sắc trên cả hai tấm pin mặt trời. Trong khi các tấm đa tinh thể có màu xanh lam có thể nhìn thấy rõ ràng, các tấm đơn tinh thể có màu xanh đậm đậm, nhìn gần như là màu đen đối với mắt. Những đặc điểm màu sắc này trên các tấm là do cách ánh sáng tương tác với các tinh thể khi nó đi tới các mô-đun.
Silicon được sử dụng trong các tấm đa tinh thể không liên kết hoàn hảo, dẫn đến việc hình thành nhiều tinh thể silicon riêng lẻ trong khuôn và cũng tạo ra màu xanh lam đặc trưng của các tấm này. Mặt khác, silicon được sử dụng để sản xuất bảng điều khiển đơn tinh thể đều hướng theo cùng một hướng, tạo ra một tinh thể silicon lớn. Lớp đơn này cung cấp cho các tấm đơn tinh thể vẻ ngoài tối tăm của chúng.
Tấm năng lượng mặt trời đơn tinh thể truyền thống và All-Black
Bây giờ, khi chúng tôi nói rằng ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đang tìm cách cải thiện tính thẩm mỹ của các mô-đun năng lượng mặt trời, chúng tôi đang nói về các tấm pin toàn màu đen. Nhưng sự khác biệt giữa công nghệ mới này và những công nghệ đơn tinh thể truyền thống là gì?
Câu trả lời là trên thực tế, các tấm pin All-Black dựa trên công nghệ đơn tinh thể, với sự khác biệt chính là màu đen hoàn toàn. Các mô-đun đơn tinh thể truyền thống có khung màu bạc và bảng màu trắng, trong khi tấm All-Black khung màu đen.
Các tấm nền đen hoàn toàn được sản xuất theo quy trình tương tự như đối tác truyền thống của chúng, ngoại trừ việc chúng sử dụng chất kết dính màu đen xung quanh các thành phần điện tử và hộp nối. Tuy nhiên, có một đặc điểm khác giúp phân biệt cả hai loại tấm.
Các đường lưới màu trắng (fingers) trong tấm đơn tinh thể màu trắng thực sự đóng góp vào việc sản xuất điện mặt trời do hiện tượng “bị kẹt ánh sáng” do ánh sáng truyền đến các đường lưới màu trắng đó gây ra. Ánh sáng này bị phản xạ và nó được sử dụng để thu điện. Mặt khác, vì mặt sau của các tấm pin All-Black là màu đen nên không có ánh sáng phản chiếu bởi các đường lưới, có nghĩa là solar cell chỉ có thể thu điện từ ánh sáng chiếu trực tiếp
Điều này có nghĩa là các tấm pin All-Black sẽ kém hiệu quả hơn khi so sánh với các bảng đơn tinh thể màu trắng có cùng tính chất. Các tấm nền toàn màu đen có thể mất khoảng 3% sự tạo ra dòng quang điện, tức là giảm khoảng 0,5% hiệu suất.
Phần kết luận
Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu lý do tại sao hầu hết mọi người nghĩ rằng các tấm có màu đen. Chúng ta cũng đã biết các loại tấm đơn tinh thể khác nhau (truyền thống và toàn màu đen), một số trông hoàn toàn đen, trong khi những tấm khác có các đường lưới màu trắng điển hình.
Hơn nữa, chúng ta đã tìm hiểu về một số ứng dụng quan trọng nhất của màng mỏng để cải thiện tính thẩm mỹ bằng cách thay đổi màu sắc (ngoài xanh lam hoặc đen)
Cuối cùng, điều quan trọng cần nhớ là điểm cộng về tính thẩm mỹ cho các tấm nền toàn màu đen là công suất phát giảm do giảm phản xạ ánh sáng. Đây là một trong những cân nhắc bạn phải tính đến khi tự hỏi bản thân liệu các tấm pin mặt trời toàn đen có đáng giá hay không.
Các câu hỏi thường gặp
Các tấm năng lượng mặt trời all-black có tỏa nhiệt nhiều hơn không?
Nhiệt độ môi trường xung quanh của vị trí ảnh hưởng đến nhiệt độ hoạt động của pin. Nhiệt độ môi trường càng cao thì nhiệt độ hoạt động của tấm pin càng cao. Tuy nhiên, một thực tế khác xảy ra trong kịch bản và đó là màu của pin năng lượng mặt trời.
Do lý thuyết vật đen, tất cả các màu tối có xu hướng hấp thụ nhiệt nhiều hơn màu sáng. Vì các tấm all-black là màu đen nên chúng có nhiều khả năng hấp thụ nhiều năng lượng nhiệt hơn từ mặt trời khi so sánh với các tấm đơn tinh thể hoặc đa tinh thể truyền thống có cùng hệ số nhiệt độ và cùng nhiệt độ môi trường.
Tấm năng lượng mặt trời có thể có màu khác ngoài màu đen và màu xanh không?
Hiện tại, Tesla đang nghiên cứu phát triển “Tấm lợp năng lượng mặt trời”, một công nghệ có thể trông giống hệt như ngói đất nung hoặc đá phiến hiện nay, nhưng có thể sản xuất điện ở mức độ đáng kể, giống như các tấm pin mặt trời truyền thống có thể làm được.
Tấm all-black có xứng đáng là loại cao cấp không?
Liên quan đến các tấm pin all-black, nhiều chủ nhà của những ngôi nhà cao cấp không muốn hy sinh vẻ ngoài của ngôi nhà của họ bằng cách đặt các tấm pin mặt trời màu đen (thậm chí ít hơn khi xem xét các tấm đa tinh thể màu xanh nhạt).
Nếu bạn là một trong những chủ nhà sở hữu những ngôi nhà cao cấp và bạn có thêm ngân sách, thì bạn có thể muốn xem xét chi phí cho các tấm pin all-black, đặc biệt nếu các tấm sẽ cần được lắp đặt ở mặt trước của ngôi nhà.
