SOLAR CELL (โซล่าเซลล์)

โซล่าเซลล์ คือ เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ ผ่านการวิจัยและพัฒนาต่อยอดมาถึงปัจจุบัน (พ.ศ.2564/ค.ศ.2021) เป็นเวลากว่าร้อยปี เริ่มต้นตั้งแต่การสังเกตพบการแสดงออกถึงปฏิกิริยาของ Selenium Cell เมื่อสัมผัสกับแสงอาทิตย์แล้วเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นมา และจากจุดนั้น ก็ผ่านการพัฒนาวัสดุและคุณภาพเรื่อยมาจากอดีตจนถึงปัจจุบัน และเหนือสิ่งอื่นใด คือ เราต้องขอกล่าวคำขอบคุณนักวิทยาศาสตร์ นักวิจัย และนักพัฒนาทุกท่านที่ได้สรรค์สร้างสิ่งประดิษฐ์ที่มีคุณค่า และคุณประโยชน์อย่างมหาศาลต่อมนุษย์

เทคโนโลยีของ โซล่าเซลล์ ในยุคปัจจุบัน ซิลิกอน(Silicon) ถูกเลือกใช้ให้เป็นวัสดุในการนำมาเป็นแผงโซล่าเซลล์ โดยวัตถุดิบซิลิกอนนั้นสามารถถลุง(สกัด)ออกมาได้จากหินและทรายที่มีอยู่บนพื้นโลกอย่างมากมายมหาศาล จากนั้นก็คัดแยกนำเอาเฉพาะซิลิกอนบริสุทธิ์ที่ได้นั้นมาทำให้เป็นผลึกชั้นบางๆ นำมาวางซ้อนทับกันโดยมีฉนวนกั้นไว้คล้ายกันกับเวเฟอร์(Wafer) แล้วทำการกระตุ้นผลึกซิลิกอนแต่ละชั้นนั้นให้มีค่าการเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ต่างกันโดยด้านหนึ่งถูกกระตุ้นด้วยสารกึ่งตัวนำพี(P) เพื่อให้ผลึกซิลิกอนชั้นนั้นมีค่าทางไฟฟ้าเป็นบวก(+) และอีกด้านหนึ่งถูกกระตุ้นด้วยสารกึ่งตัวนำเอ็น(N) เพื่อทำให้มีค่าทางไฟฟ้าเป็นลบ(-) ทำให้เมื่อผลึกซิลิกอนที่ถูกทำให้ต่างขั้วกันทางไฟฟ้าแล้วนั้น เกิดการสร้างกระแสไฟฟ้าขึ้นมาทันทีเมื่อสัมผัสกับแสงของดวงอาทิตย์ โดยกระแสไฟฟ้าดังกล่าวที่เกิดขึ้นนั้นก็เกิดจากการพยายามลัดข้ามกันของกระแสไฟฟ้าต่างขั้วดังกล่าว เราจึงได้ไฟฟ้ากระแสตรง(Direct current) ที่มีความต่างศักย์เป็นบวก(+) และลบ(-) ที่มาพร้อมกำลังงานให้เรานำมาใช้งานต่อไป

แสงอาทิตย์เกิดจากอะไร และในแสงอาทิตย์มีอะไร ทำไมจึงนำมาผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าได้

แสงของดวงอาทิตย์เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางเคมีนิวเคลียร์บนดวงอาทิตย์เอง โดยมีการระเบิดและเผาไหม้ตัวเองอยู่ตลอดเวลา และปฏิกิริยาแห่งการระเบิดเผาไหม้นั้นก็นำมาหลายสิ่ง เช่น

• แสงสว่าง ที่ทำให้โลกของเรามีความสว่างในช่วงเวลากลางวัน
• ความร้อน ที่ช่วยให้โลกของเราอบอุ่นขึ้น
• รังสีต่างๆ ที่มีประโยชน์ต่อการสังเคราะห์แสงของสิ่งมีชีวิตบนโลก หรือแม้แต่วิตามินดีที่มากับแสงเพื่อช่วยให้ร่างกายมนุษย์สามารถดูดซึมแคลเซี่ยมได้ดี

และสิ่งสำคัญสำหรับระบบโซล่าเซลล์ที่แสงนำมาก็คือ “โฟตอน” (Photon) โดยมวลของโฟตอนจำนวนมหาศาลนั้น จะพุ่งตรงมาด้วยกันกับแสงของดวงอาทิตย์ และเมื่อมันไปกับผลึกซิลิกอนบนแผงโซล่าเซลล์ จึงทำให้เกิดปฏิกิริยาทางไฟฟ้าขึ้น และจ่ายกระแสไฟฟ้าออกมาอย่างต่อเนื่องให้เราได้นำไปใช้งานต่อไปนั่นเอง

แผงโซล่าเซลล์ หรือ แผงเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ (Photovoltaic Panel หรือ Solar Panel) คือ การนำเอาผลึกเซลล์แสงอาทิตย์มาเรียงต่อกันแบบอนุกรมเป็นวงจรเดียวกันเพื่อรับแสงอาทิตย์ และการต่ออนุกรมดังกล่าวทำให้เกิดความต่างศักดิ์ทางไฟฟ้า หรือแรงดันทางไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้ตามต้องการ โดยกระแสไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์นั้นจะเป็นรูปแบบของไฟฟ้ากระแสตรง หรือ DC.(Direct Current) จากนั้นเราก็จะสามารถนำไปออกแบบวงจรของ แผงโซล่าร์ เพื่อเพิ่มแรงดันและกำลังงานโดยการนำแผงโซล่าร์ไปต่อกันทีละแผงทั้งในรูปแบบการต่ออนุกรมกัน หรือขนานกันต่อๆไป

พลังงานแสงอาทิตย์หรือโซล่าเซลล์

นั้นอยู่บนโลกของเรามาตั้งแต่แรกเริ่ม เราแค่นำมันมาใช้ประโยชย์ให้กับโลกของเราโดยการนำพลังงาน โซล่าเซลล์ มาใช้แทนพลังงานไฟฟ้าที่จะหมดลงในอนาคต โซล่าเซลล์ใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ คือ แสงสว่าง และความร้อนที่ถูกสร้างขึ้นโดยดวงอาทิตย์

โดยพลังงานที่ได้เป็นจำนวนมหาศาล และยังไม่มีวันหมดไป นอกจากนี้ พลังงานแสงอาทิตย์ยังถือเป็นพลังงานสะอาด และเป็นพลังงานทางเลือกสำหรับมนุษย์ หรือ แผงโซล่าเซลล์ ซึ่งนำมาใช้แทนที่พลังงานจากฟอสซิลต่อไป พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาด และยั่งยืน โดยปัจจุบันมีการใช้เทคโนโลยีหลากหลายแบบในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นความร้อน และไฟฟ้า หนึ่งในนั้นคือเซลล์แสงอาทิตย์ หรือ โซล่าเซลล์ (Solar Cell) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำจากวัสดุที่เป็นสารกึ่งตัวนำ เช่น ผลึกซิลิคอน แกลเลียมอาร์เซไนด์และแคดเมียมเทลลูไรด์ ที่จะแปลงแสงแดดเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง