เนื้อหา

     เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) เป็นอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง ปัจจุบันมีการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ในการผลิตไฟฟ้ามากขึ้นทั้งในภาคครัวเรือนและเชิงพาณิชย์ เนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์มีราคาถูกลง และรัฐบาลให้การสนับสนุนการใช้พลังงานหมุนเวียนอย่างพลังงานแสงอาทิตย์ในการผลิตไฟฟ้า เพื่อลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลอย่างน้ำมันดิบและแก๊สธรรมชาติ

     เซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำอย่างซิลิคอนเพราะมีราคาถูกและพบมากในโลก  เราแบ่งเซลล์แสงอาทิตย์ออกเป็น 4 ชนิดคือ

         1) เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนผลึกเดี่ยว (Single Crystalline Silicon Solar Cell) ลักษณะเป็นแผ่นแข็งและบาง มีราคาสูง มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าประมาณ  ร้อยละ 10-16 ของพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบ หรือมักกล่าวสั้น ๆ คือมีประสิทธิภาพประมาณ 10-16%
         2) เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนหลายผลึก (Polycrystalline Silicon Solar Cell) ลักษณะเป็นแผ่นแข็งและบาง ราคาถูกกว่าชนิดซิลิคอนผลึกเดี่ยว มีประสิทธิภาพประมาณ 10-14.5%
         3) เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอน (Amorphous Silicon Solar Cell) ลักษณะเป็นฟิล์มบาง ผลิตได้ง่ายและราคาถูก แต่มีประสิทธิภาพต่ำ ประมาณ 4-9%
         4) เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดที่ทำจากสารกึ่งตัวนำอื่น ๆ เช่น แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) แคดเมียมเทลเลอไรด์ (CdTe) และคอปเปอร์อินเดียมไดเซเลไนด์ (CIS) มีทั้งชนิดผลึกเดี่ยวและผลึกรวม โดยเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากแกลเลียมอาร์เซไนด์มีประสิทธิภาพสูงถึงประมาณ 25% มีราคาแพงมาก

     โครงสร้างหลักของเซลล์แสงอาทิตย์จะสร้างจากสารกึ่งตัวนำชนิดพีและชนิดเอ็น เมื่อแสงตกกระทบบนแผ่นเซลล์ จะเกิดการถ่ายเทพลังงานให้กับอิเล็กตรอนในสารกึ่งตัวนำจนมีพลังงานมากพอที่จะเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ เมื่อต่อวงจรไฟฟ้าเข้าไป ทำให้มีการไหลของอิเล็กตรอนครบวงจร เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น ซึ่งไฟฟ้าที่ได้จะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง หากต้องการใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับตามบ้านเรือนหรือเก็บสะสมพลังงานไว้ใช้ต่อไปโดยไม่เชื่อมต่อระบบจำหน่ายไฟฟ้า (Off Grid) ต้องมีอุปกรณ์อื่น ๆ ที่สำคัญร่วมด้วย ได้แก่เครื่องควบคุมการประจุ (Charge Controller) ทำหน้าที่ควบคุมการอัดหรือคายประจุ แบตเตอรี่ (Battery) ทำหน้าที่เก็บพลังงานไฟฟ้า และเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) ทำหน้าที่เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ แต่หากมีการเชื่อมต่อกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า (On Grid) ก็ไม่จำเป็นต้องมีแบตเตอรี่เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้า

รูปที่ 1 หลักการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์

 



รูปที่ 2 ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์แบบไม่เชื่อมต่อระบบจำหน่ายไฟฟ้า

 


วีดิทัศน์เรื่องอาคารธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม