post

เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์


แนะนำบทความ บทความ ความคิดเห็น พิมพ์บทความแบ่งปันบทความนี้บน Facebookแบ่งปันบทความนี้บน Twitterแบ่งปันบทความนี้บน Linkedinแบ่งปันบทความนี้ใน Redditแบ่งปันบทความนี้ใน PinterestExpert ผู้เขียน Gallen Ho
มีเทคโนโลยีหลายอย่างที่สามารถนำมาใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่แปลงแสงเป็นไฟฟ้า และเราจะสำรวจสิ่งเหล่านี้ในทางกลับกัน มีความสมดุลอยู่เสมอระหว่างสิ่งที่ทำงานได้ดีและต้นทุนในการผลิต และสามารถพูดได้เช่นเดียวกันสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์

เรานำโซลาร์เซลล์มารวมกันเป็นหน่วยขนาดใหญ่ที่เรียกว่า “โมดูล” โมดูลเหล่านี้ โมดูลเหล่านี้สามารถเชื่อมต่อเข้าด้วยกันอีกครั้งเพื่อสร้างอาร์เรย์ ดังนั้น เราจะเห็นได้ว่ามีลำดับชั้นซึ่งเซลล์แสงอาทิตย์มีขนาดเล็กที่สุด ส่วนหนึ่ง.

ให้เราพิจารณาโครงสร้างและคุณสมบัติของ “เซลล์” สุริยะ แต่จำไว้ว่า เมื่อรวมกันเป็นโมดูลและอาร์เรย์ “เซลล์” สุริยะที่นี่ได้รับการสนับสนุนทางกลไกจากวัสดุอื่นๆ เช่น อลูมิเนียม แก้ว และพลาสติก

วัสดุชนิดหนึ่งที่สามารถผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ได้คือซิลิกอ โซล่าเซลล์เชียงใหม่ น ซึ่งเป็นวัสดุที่คุณพบภายในวงจรรวมและทรานซิสเตอร์ มีเหตุผลที่ดีในการใช้ซิลิกอน มันเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในโลกรองจากออกซิเจน เมื่อคุณพิจารณาว่าทรายคือซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) คุณจะรู้ว่ามีอยู่มากมายที่นั่น!

ซิลิคอนสามารถนำมาใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ได้หลายวิธี เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือ “เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์” ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของซิลิกอนที่นำมาจากผลึกซิลิกอนขนาดใหญ่เพียงก้อนเดียว เนื่องจากเป็นผลึกเดี่ยวจึงมีโครงสร้างที่สม่ำเสมอและไม่มีขอบเขตระหว่างเม็ดคริสตัล จึงทำงานได้ดีมาก โดยทั่วไป คุณสามารถระบุเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ได้ เนื่องจากมีลักษณะเป็นทรงกลมหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีมุมมน

ข้อควรระวังอย่างหนึ่งของวิธีการประเภทนี้ ดังที่คุณเห็นในภายหลังคือ เมื่อผลึกซิลิกอน “เติบโต” จะผลิตเซลล์แสงอาทิตย์แบบภาคตัดขวางแบบกลม ซึ่งไม่เหมาะกับการทำแผงโซลาร์เซลล์อย่างเซลล์กลม ยากที่จะจัดการได้อย่างมีประสิทธิภาพ เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดต่อไปที่เราจะดูกันยังทำจากซิลิกอน แตกต่างกันเล็กน้อย มันคือเซลล์แสงอาทิตย์ “โพลีคริสตัลไลน์” เซลล์โพลีคริสตัลลีนยังคงทำมาจากซิลิกอนที่เป็นของแข็ง อย่างไรก็ตาม กระบวนการที่ใช้ในการผลิตซิลิกอนจากการตัดเซลล์นั้นแตกต่างกันเล็กน้อย ส่งผลให้เซลล์สุริยะ “สี่เหลี่ยม” อย่างไรก็ตาม มี “คริสตัล” จำนวนมากในเซลล์โพลีคริสตัลไลน์ ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพน้อยกว่าเล็กน้อย แม้ว่าจะมีราคาถูกกว่าในการผลิตโดยใช้ของเสียน้อยลง

ตอนนี้ ปัญหาของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน ดังที่เราจะเห็นในการทดลองครั้งต่อไปคือ พวกมันทั้งหมด “ผลิตเป็นชุด” อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งหมายความว่าพวกมันถูกผลิตขึ้นในปริมาณเล็กน้อย และมีราคาค่อนข้างแพงในการผลิต นอกจากนี้ เนื่องจากเซลล์ทั้งหมดเหล่านี้ประกอบขึ้นจาก “ชิ้น” ของซิลิกอน จึงใช้วัสดุค่อนข้างมาก ซึ่งหมายความว่ามีราคาแพงมาก

ตอนนี้ มีโซลาร์เซลล์อีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่าโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบาง ความแตกต่างระหว่างเซลล์เหล่านี้กับเซลล์ผลึกคือแทนที่จะใช้ผลึกซิลิกอน เซลล์เหล่านี้ใช้สารประกอบทางเคมีกับเซมิคอนดักเตอร์ สารประกอบทางเคมีจะถูกวางทับบน “สารตั้งต้น” ซึ่งก็คือฐานของเซลล์แสงอาทิตย์ มีบางสูตรที่ไม่ต้องการซิลิกอนเลย เช่น Copper indium diselenide (CIS) และแคดเมียม เทลลูไรด์ อย่างไรก็ตาม ยังมีกระบวนการที่เรียกว่า “อะมอร์ฟัสซิลิกอน” ซึ่งซิลิคอนจะสะสมอยู่บนพื้นผิว แม้ว่าจะไม่ได้อยู่ในโครงสร้างผลึกที่สม่ำเสมอ แต่เป็นฟิล์มบาง นอกจากนี้ แทนที่จะผลิตช้า เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางสามารถผลิตได้โดยใช้กระบวนการต่อเนื่อง ซึ่งทำให้มีราคาถูกลงมาก

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือ แม้ว่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางจะมีราคาถูกกว่า แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าเซลล์สุริยะที่เป็นผลึก

เมื่อพิจารณาถึงข้อดีของเซลล์ผลึกและเซลล์ฟิล์มบาง เราจะเห็นว่าเซลล์ผลึกสร้างพลังงานมากที่สุดสำหรับพื้นที่ที่กำหนด อย่างไรก็ตาม ปัญหาของพวกมันคือราคาแพงในการผลิตและค่อนข้างยืดหยุ่นได้ (เนื่องจากคุณจำกัดการสร้างแผงจากขนาดเซลล์มาตรฐานเท่านั้น และไม่สามารถเปลี่ยนแปลงหรือเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้)

ประสิทธิภาพของเซลล์ประเภทต่างๆ:

ประสิทธิภาพวัสดุของเซลล์ พื้นที่ที่ต้องการสร้างพลังงานสูงสุด 1 KW
ซิลิคอนผลึกเดี่ยว 15-18% 7-9 ตร.ม
โพลีคริสตัลลีนซิลิกอน 13-16% 8-11 m2
ฟิล์มบางทองแดงอินเดียม diselenide (CIS) 7.5-9.5% 11-13 m2
แคดเมียม เทลลูไรด์ 6-9% 14-18 m2
ซิลิคอนอสัณฐาน 5-8% 16-20 m2

ในทางตรงกันข้าม เซลล์แบบฟิล์มบางมีราคาถูกในการผลิต และปัจจัยเดียวที่จำกัดรูปร่างคือวัสดุพิมพ์ที่ติดตั้ง ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถสร้างเซลล์ขนาดใหญ่ และเซลล์ที่มีรูปร่างและขนาดต่างกันได้ ซึ่งทั้งหมดนี้มีประโยชน์ ในบางแอปพลิเคชัน

ตอนนี้เรากำลังจะดูรายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์สองประเภทที่แตกต่างกัน แบบหนึ่งจะเป็นเซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึก และอีกแบบเป็นเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง ทั้งสอง exp