“โซลาร์เซลล์” มีหลักการในการทำงานยังไงกันนะ?

“โซลาร์เซลล์” มีหลักการในการทำงานยังไงกันนะ?

พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในโลก เพื่อใช้พลังงานนี้ มีการใช้เทคโนโลยีประเภทต่าง ๆ ที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นความร้อนและไฟฟ้า การใช้เซลล์แสงอาทิตย์หรือเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) เป็นหนึ่งในวิธีการที่โดดเด่น และใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์เป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ผลิตกระแสไฟฟ้า เมื่อสัมผัสกับแสงแดด โดยใช้เอฟเฟกต์เซลล์แสงอาทิตย์ ปรากฏการณ์การสร้างกระแส หรือ แรงดันไฟในวงจร เมื่อถูกแสง เรียกว่า “โฟโตโวลตาอิกเอฟเฟค” ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 เซลล์แสงอาทิตย์ก็เริ่มใช้บนหลังคาของอาคารด้วย หลังจากนั้น การใช้เซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับใช้ในบ้าน และในโรงงานอุตสาหกรรมก็เพิ่มขึ้นอย่างมากในแต่ละวัน

หลักการทำงานของโซลาร์เซลล์

เซลล์แสงอาทิตย์ทำงานบนหลักการของเอฟเฟกต์ทางแยกในไดโอดทางแยก PN ก่อนอื่นเรามาพูดถึงวัสดุประเภท P และประเภท N เพื่อทำความเข้าใจผลกระทบของจุดเชื่อมต่อ วัสดุประเภท P และประเภท N คือสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิกอน หรือ เจอร์เมเนียม ซึ่งประกอบด้วยสารเจือปนปรมาณูบางส่วน และชนิดของสารกึ่งตัวนำ (ชนิด P หรือชนิด N) ขึ้นอยู่กับชนิดของสิ่งเจือปนที่เติมเข้าไป กระบวนการเพิ่มสิ่งเจือปนลงในเซมิคอนดักเตอร์เรียกว่าการเติม

เซมิคอนดักเตอร์ชนิด P : เมื่อเราเติมผลึกซิลิกอนด้วยอะตอมโบรอน พันธะทั้งสามของอะตอมซิลิกอนจะสร้างพันธะกับแถบวาเลนซ์ทั้งสามของโบรอน ซึ่งเหลือรูส่วนเกินไว้ในตาข่าย เซมิคอนดักเตอร์ที่ประกอบด้วยรูมากกว่าอิเล็กตรอนในโครงผลึก เรียกว่า เซมิคอนดักเตอร์ชนิด P โดยที่ P หมายถึงค่าบวก ดังนั้น ในเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P การไหลของกระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่เกิดจากรู เนื่องจากอิเล็กตรอนทำหน้าที่เป็นตัวพาประจุส่วนน้อย ในขณะที่รูทำหน้าที่เป็นตัวพาประจุส่วนใหญ่

เซมิคอนดักเตอร์ชนิด N : อิเล็กตรอนพิเศษนี้สามารถทิ้งอะตอมของฟอสฟอรัสไว้ได้แม้จะใช้พลังงานความร้อนเพียงเล็กน้อย ดังนั้น เนื่องจากการมีอยู่ของอิเล็กตรอนมากกว่ารู สารกึ่งตัวนำประเภทนี้จึงเรียกว่า เซมิคอนดักเตอร์ชนิด N โดยที่ N หมายถึงค่าลบ ที่นี่อิเล็กตรอนเป็นตัวพาประจุส่วนใหญ่และรูคือตัวพาประจุส่วนน้อย เซมิคอนดักเตอร์ชนิด N สามารถให้อิเล็กตรอนต่างจากเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P

ฉะนั้น เซลล์แสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้น โดยการเชื่อมชั้นของสารกึ่งตัวนำ 2 ชนิด คือ ชนิด N และชนิด P เข้าด้วยกัน โดยที่ชั้นหนึ่งสามารถให้อิเล็กตรอน (ชนิด N) ได้ และอีกชั้นหนึ่งสามารถของการรับอิเล็กตรอน (P-type) ชั้น N-type กล่าวคือ มีอิเล็กตรอนจำนวนมาก และมักจะถูกทำให้บางอย่าง เพื่อให้แน่ใจว่าแสงแดดสามารถผ่านไปยังชั้นล่างได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่ชั้น P-type ถูกเจือเล็กน้อย เพื่อให้แน่ใจว่าบริเวณพร่องส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ด้าน P เมื่อทั้งชั้น P-type และ N-type ถูกเชื่อมเข้าด้วยกัน จากนั้นอิเล็กตรอนจากชั้น N-type จะเริ่มเคลื่อนเข้าหารูในบริเวณ P-type ใกล้กับทางแยก สิ่งนี้สร้างพื้นที่ที่เรียกว่า บริเวณพร่องรอบทางแยกที่อิเล็กตรอนเติมหลุม เมื่อแสงแดดส่องลงบนแผงโซลาร์เซลล์ แผ่นนี้จะดูดซับและแสงนี้ไปถึงทางแยก PN โฟตอนแสงแดดนี้สามารถเข้าสู่ทางแยกผ่านชั้น P-type ที่บางมากได้อย่างง่ายดาย วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ใช้เพื่อยึดคุณสมบัติของฉนวนและโลหะเข้ากับแผงเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละแผง

HOTLINE-061-417-5732

https://www.facebook.com/changfidotcom

Line: @changfi
ผู้เขียน ธมนณัฏฐ ดวงมณีวิวัตน์

ช่างไฟดอทคอม
ช่างไฟที่ดีที่สุดในกรุงเทพฯ