Tấm pin năng lượng mặt trời là một thiết bị có thể chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện. Nguyên lý làm việc của nó dựa trên hiệu ứng quang điện, là một hiện tượng vật lý chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Các tấm pin mặt trời chủ yếu bao gồm nhiều đơn vị pin mặt trời, mỗi đơn vị chứa một vật liệu bán dẫn, thường là silicon hoặc các vật liệu khác.
Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm pin mặt trời, các photon bị vật liệu bán dẫn hấp thụ và năng lượng chúng mang theo được giải phóng cho các electron trong chất bán dẫn. Tại thời điểm này, các electron bị kích thích bởi năng lượng sẽ chuyển từ quỹ đạo vùng cấm ban đầu sang vùng dẫn và tạo thành các electron tự do. Các electron tự do này sẽ di chuyển về phía bộ tập trung electron trong tấm pin mặt trời, tạo thành dòng điện.
Trong các tấm pin mặt trời, vật liệu bán dẫn có đặc tính dương và âm khác nhau, chẳng hạn như loại p và loại n, thường được sử dụng để tạo thành các điểm nối PN. Vật liệu ở vùng loại p được pha tạp một lượng nhỏ kim loại Akali. Dưới sự chiếu xạ của ánh sáng mặt trời, vật liệu kim loại Akali sẽ chuyển electron sang vật liệu loại n, tạo thành dòng điện. Ngã ba PN này đạt được chức năng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.
Các tấm pin mặt trời có nhiều ưu điểm, một mặt là tinh khiết, sạch sẽ, không gây ô nhiễm sau; Mặt khác, nó có độ tin cậy lâu dài cao và tuổi thọ sử dụng trên 30 năm. Hơn nữa, giá thành của các tấm pin mặt trời liên tục giảm cùng với sự tiến bộ của công nghệ và hiện đang tiệm cận với giá nhiên liệu hóa thạch.
Việc sử dụng các tấm pin mặt trời không chỉ có thể cung cấp cho con người năng lượng sạch và tái tạo, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch mà còn giúp chúng ta bảo vệ môi trường tốt hơn và đạt được sự phát triển bền vững.