โซลาร์เซลล์ (Solar cell) หรือ เซลล์แสงอาทิตย์ เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์ ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง โซลาร์เซลล์ทำจากสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน โดยเมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบ แสงอาทิตย์จะถ่ายเทพลังงานให้กับอิเล็กตรอน และโฮล ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวขึ้น โดยอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปรวมตัวกัน ที่ขั้วไฟฟ้าบวก (anode) และโฮลจะเคลื่อนที่ไปรวมตัวกัน ที่ขั้วไฟฟ้าลบ (cathode) เมื่ออิเล็กตรอน และโฮลรวมตัวกันจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น
โครงสร้างของโซลาร์เซลล์
โซลาร์เซลล์ประกอบด้วยโครงสร้างพื้นฐาน 3 ส่วน ได้แก่
สารกึ่งตัวนำ เป็นส่วนสำคัญที่สุดของโซลาร์เซลล์ โดยทำหน้าที่เป็นตัวรับพลังงานแสงอาทิตย์และแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า สารกึ่งตัวนำที่นิยมใช้ทำโซลาร์เซลล์ ได้แก่ ซิลิคอน เจอร์เมเนียม และแกallium arsenide
ขั้วไฟฟ้า เป็นบริเวณที่อิเล็กตรอนและโฮลรวมตัวกัน โดยทั่วไปขั้วไฟฟ้าของโซลาร์เซลล์จะเป็นโลหะ เช่น เงิน ทองแดง
วัสดุปิดผนึก เป็นวัสดุที่ทำหน้าที่ป้องกันสารกึ่งตัวนำจากสภาพแวดล้อมภายนอก เช่น ฝุ่น ความชื้น
ประเภทของโซลาร์เซลล์
โซลาร์เซลล์สามารถแบ่งออกตามประเภทของสารกึ่งตัวนำที่ใช้ได้ ดังนี้
โซลาร์เซลล์ซิลิคอน เป็นโซลาร์เซลล์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากมีราคาถูกและมีประสิทธิภาพสูง โซลาร์เซลล์ซิลิคอนสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่
โซลาร์เซลล์ซิลิคอนแบบผลึกเดี่ยว (monocrystalline silicon solar cell) เป็นโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุด แต่มีราคาแพงกว่าโซลาร์เซลล์ประเภทอื่นๆ
โซลาร์เซลล์ซิลิคอนแบบผลึกรวม (polycrystalline silicon solar cell) เป็นโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าโซลาร์เซลล์แบบผลึกเดี่ยว แต่มีราคาถูกกว่า
โซลาร์เซลล์เจอร์เมเนียม เป็นโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูง แต่มีราคาแพงกว่าโซลาร์เซลล์ซิลิคอน
โซลาร์เซลล์แกallium arsenide เป็นโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูงมาก แต่มีราคาแพงที่สุด
ประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์
ประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์คือ อัตราส่วนของพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ต่อพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบ ประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์ในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 15-25%
ประโยชน์ของโซลาร์เซลล์
โซลาร์เซลล์มีประโยชน์มากมาย เช่น
เป็นแหล่งพลังงานสะอาดและยั่งยืน
ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
ช่วยลดต้นทุนค่าไฟฟ้า
สามารถใช้ในพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีไฟฟ้าเข้าถึง
อนาคตของโซลาร์เซลล์
โซลาร์เซลล์เป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มเติบโตสูงในอนาคต เนื่องจากความต้องการพลังงานสะอาดและยั่งยืนที่เพิ่มขึ้น คาดว่าโซลาร์เซลล์จะเข้ามามีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจโลกในอนาคต
