มาทำความรู้จักกับพลังงานแสงอาทิตย์กันเถอะ

พลังงานแสงอาทิตย์มีความสำคัญมากในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นพลังงานสะอาด เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และไม่มีวันหมด ทำให้หลายท่านหันมาสนใจการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อนำมาใช้ไม่ว่าจะเป็นบ้านเรือนที่พักอาศัย อาคารสำนักงาน โรงงาน หรือแม้แต่การทำโซลาร์ฟาร์ม แต่หลายท่านยังคงสงสัยว่าโซลาร์คืออะไร และทำงานอย่างไร วันนี้เรามีคำตอบมาฝากค่ะ

เซลล์แสงอาทิตย์ หรือ เซลล์โฟโตโวลทาอิค (Solar cell or Photovoltaic cell) เป็นวัสดุชิ้นหนึ่งที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง ผ่านปรากฎการณ์ที่เรียกว่าโฟโตโวลทาอิค ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพและทางเคมี

ภายในเซลล์ประกอบไปด้วยสารกึ่งตัวนำสองประเภท คือสารกึ่งตัวนำชนิด P และชนิด N โดยสารกึ่งตัวนำชนิด P ผลิตขึ้นจากการเติมอะตอม เช่น โบรอนหรือแกลเลียม ซึ่งมีอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอกน้อยกว่าซิลิคอนหนึ่งตัว เนื่องจากโบรอนขาดอิเล็กตรอนไป 1 ตัวที่จำเป็นในการสร้างพันธะกับอะตอมของซิลิคอนโดยรอบ จึงทำให้เกิดช่องว่างของอิเล็กตรอนหรือ "hole"

ส่วนสารกึ่งตัวนำชนิด N ถูกสร้างขึ้นโดยการเติมอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากกว่าในระดับพลังงานภายนอกของซิลิคอนหนึ่งตัว เช่น ฟอสฟอรัส โดยฟอสฟอรัสมีอิเล็กตรอนอยู่ 5 ตัวที่ระดับพลังงานภายนอกไม่ใช่ 4 ตัว ตัวมันเองจะยึดติดกับซิลิคอนที่เป็นอะตอมเพื่อนบ้าน แต่อิเล็กตรอนตัวหนึ่งจะไม่อยู่ในพันธะ แต่สามารถเคลื่อนย้ายภายในโครงสร้างซิลิคอนได้อย่างอิสระ เมื่อนำสารกึ่งตัวนำชนิด P และชนิด N มาต่อกันจะทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้านั่นเองค่ะ

Cr. สํานักพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน