Pin năng lượng mặt trời là sự kết hợp của một số tế bào quang điện, tức là các thiết bị có khả năng biến đổi bức xạ mặt trời thành dòng điện. Càng có nhiều phần tử như vậy trong pin, thì sự khác biệt về tiềm năng điện mà nó có thể tạo ra càng lớn.
Nguyên tắc hoạt động của tế bào quang điện dựa trên hiện tượng hiệu ứng quang điện bên trong, do E. Becquerel tìm ra năm 1839. Nhưng chỉ từ giữa thế kỷ XX, nhờ tiến bộ khoa học kỹ thuật, người ta mới sản xuất được pin mặt trời nhỏ gọn, giá rẻ và hiệu quả. Và theo đó, ngay lập tức mở ra nhiều cơ hội cho việc sử dụng các tấm pin mặt trời, bao gồm chúng.
Nếu chúng ta giải thích nguyên tắc hoạt động của tế bào quang điện bằng những từ đơn giản nhất, thì đó là một chất bán dẫn bao gồm hai tấm silicon với một số chất phụ gia nhất định. Những chất phụ gia này tạo ra sự dư thừa electron trong một tấm và thiếu chúng trong tấm kia. Để ngăn các điện tử dư thừa tự phát di chuyển vào vùng mà chúng không đủ, cái gọi là vùng lớp chặn nằm ở biên giới của hai lớp này. Chuyển động này chỉ có thể xảy ra dưới tác động bên ngoài.
Ảnh hưởng bên ngoài như vậy là các photon của ánh sáng mặt trời. Sau khi nhận được năng lượng của chúng, các electron có thể vượt qua sức cản của vùng lớp chặn. Một sự khác biệt tiềm năng sẽ xuất hiện trong chất bán dẫn, do đó, dòng điện sẽ bắt đầu chạy.
Cường độ của dòng điện trực tiếp phụ thuộc vào số lượng photon bị bề mặt của tế bào quang bắt giữ. Và đến lượt nó, số lượng này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó đáng kể nhất là cường độ chiếu xạ mặt trời. Dựa trên điều này, có thể dễ dàng hiểu tại sao các tấm pin mặt trời được sử dụng rộng rãi, chủ yếu ở các khu vực phía Nam. Ở các nước như Tây Ban Nha, Ý, Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ,… năng lượng từ tấm pin mặt trời chiếm một phần đáng kể trong tổng năng lượng tiêu thụ, đặc biệt là vào mùa hè.
Tất nhiên, các tấm pin mặt trời có nhược điểm. Chúng không thể hoạt động suốt ngày đêm nếu không có nguồn sáng, vì vậy cần kết nối các thiết bị với chúng để ổn định điện áp và tích tụ điện tích. Chúng tương đối nhẹ và do đó yêu cầu nhiều không gian triển khai. Tuy nhiên, chúng có rất nhiều ưu điểm. Trường hợp có thể làm được với công suất nhỏ, đồng thời không thể kết nối với mạng điện thì các tấm pin mặt trời đơn giản là không thể thay thế. Chà, tàu vũ trụ và trạm có người lái không thể làm gì nếu không có chúng.
