โซล่าเซลล์ มีหลักการทำงานอย่างไร?

โซล่าเซลล์ : หลักการทำงานและการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า

โซล่าเซลล์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แปลงพลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้หลักการทำงานของฟอตโวลต์ไฟฟ้า (Photovoltaic effect) ที่มีให้พลังงานไฟฟ้าเมื่อแสงอาทิตย์สะท้อนหรือส่องเข้ามายังพื้นผิวของโซล่าเซลล์

 

หลักการทำงานของโซล่าเซลล์มีขั้นตอนดังต่อไปนี้

ดูดซับแสงอาทิตย์

โซล่าเซลล์มีวัสดุสังกะสีที่สามารถดูดซับแสงอาทิตย์ได้ วัสดุที่ใช้ในโซล่าเซลล์มักจะเป็นซิลิโคน (Silicon) ซึ่งเป็นวัสดุที่สามารถดูดซับแสงได้ดีและมีความพอเพียงในการแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้า

 

การแตกตัวของอิเล็กตรอน

เมื่อแสงอาทิตย์ส่องเข้ามายังโซล่าเซลล์ องค์ประกอบซิลิโคนภายในจะแตกตัวและสร้างอิเล็กตรอน (Electron) และช่องว่าง (Hole) ในโครงสร้าง

 

การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและช่องว่าง

อิเล็กตรอนที่แตกตัวจะเคลื่อนที่ผ่านวัสดุของโซล่าเซลล์ ในขณะเดียวกัน ช่องว่างจะเคลื่อนที่ในทิศทางที่ตรงกันข้าม

 

การสร้างกระแสไฟฟ้า

เมื่ออิเล็กตรอนและช่องว่างเคลื่อนที่ผ่านวัสดุซิลิโคน โซล่าเซลล์จะสร้างกระแสไฟฟ้าในวงจรที่ต่อกับโซล่าเซลล์ กระแสไฟฟ้านี้สามารถนำไปใช้งานได้ในรูปแบบต่าง ๆ หรือจะเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้งานในภายหลัง

 

โดยทั่วไปแล้ว โซล่าเซลล์แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก คือ

1. โซล่าเซลล์แบบซิลิโคนชนิดเดียว (Single-Crystalline Silicon Solar Cells): โซล่าเซลล์ชนิดนี้ผลิตจากวัสดุซิลิโคนที่เป็นเนื้อเยื่อเดียว มีประสิทธิภาพสูงแต่มีต้นทุนการผลิตที่สูงกว่า

2. โซล่าเซลล์แบบพอลิคริสตัลล์ (Polycrystalline Silicon Solar Cells): โซล่าเซลล์ชนิดนี้ผลิตจากวัสดุซิลิโคนที่เป็นเนื้อเยื่อหลายชิ้น มีต้นทุนการผลิตต่ำกว่าแต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าแบบซิลิโคนชนิดเดียว

 

สรุป การพัฒนาและใช้งานโซล่าเซลล์มีความสำคัญอย่างมากเนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานทดแทนที่เพียงพอที่จะลดการใช้งานพลังงานที่ได้จากแหล่งพลังงานที่สิ้นเปลืองและมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การเข้าใช้งานและการพัฒนาเทคโนโลยีโซล่าเซลล์จะส่งผลให้เกิดการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจและสร้างอนาคตที่สะอาดและยั่งยืนในการผลิตพลังงานไฟฟ้า