เซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์หรือที่เรียกว่าเซลล์แสงอาทิตย์แสดงถึงความก้าวหน้าครั้งสําคัญในด้านการผลิตพลังงานหมุนเวียน เทคโนโลยีอันชาญฉลาดนี้ใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่โฟตอนแสงอาทิตย์กระทบพื้นผิวของเซมิคอนดักเตอร์ส่งผลให้เกิดการปล่อยอิเล็กตรอนและการสร้างกระแสไฟฟ้าที่ใช้ประโยชน์ได้
ผลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ เอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ เอฟเฟกต์เซลล์แสงอาทิตย์เป็นปรากฏการณ์พื้นฐานของฟิสิกส์ที่เป็นพื้นฐานของการทํางานของเซลล์แสงอาทิตย์ มันเกิดขึ้นเมื่อแสงในรูปแบบของโฟตอนกระทบพื้นผิวของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เช่นซิลิกอนที่ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อโฟตอนทําปฏิกิริยากับวัสดุ, พวกมันจะถ่ายโอนพลังงานไปยังอิเล็กตรอนในโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์. พลังงานของโฟตอนกระตุ้นอิเล็กตรอน, ซึ่งทําให้พวกมันเป็นอิสระจากวงโคจรอะตอม. อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาเหล่านี้จะได้รับพลังงานจลน์และเคลื่อนที่ผ่านวัสดุ มันเป็นการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่สร้างกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตามในสถานะตื่นเต้นอิเล็กตรอนมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกับรู (ช่องว่างที่เหลือจากอิเล็กตรอนที่หายไป) ในวัสดุซึ่งสามารถยกเลิกเอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการรวมตัวใหม่ที่ไม่ต้องการนี้เซลล์แสงอาทิตย์ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างทางแยก PN ในเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไปชั้นบนสุดของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์จะถูกเจือด้วยอะตอมที่มีอิเล็กตรอนส่วนเกิน (n-type) ในขณะที่ชั้นล่างสุดเจือด้วยอะตอมที่มีรูส่วนเกิน (p-type) การกําหนดค่านี้สร้างสนามไฟฟ้าที่นํา ทีวี led อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาไปยังชั้น n-type และรูไปยังชั้น p-type เป็นผลให้อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากเอฟเฟกต์เซลล์แสงอาทิตย์จะถูกรวบรวมบนพื้นผิว n-type ของเซลล์แสงอาทิตย์ในขณะที่รูจะถูกรวบรวมบนพื้นผิว p-type การแยกประจุนี้สร้างศักย์ไฟฟ้าระหว่างสองชั้นจึงสร้างกระแสไฟฟ้าคงที่เมื่อแสงแดดกระทบเซลล์ กระแสไฟฟ้านี้สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้ในภายหลัง ในสถานะตื่นเต้นของพวกเขาในแถบการนํา ทีวี led อิเล็กตรอนเหล่านี้มีอิสระที่จะเคลื่อนที่ผ่านวัสดุและการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่สร้างกระแสไฟฟ้าในเซลล์
เซลล์ซิลิคอน Monocrystalline เซลล์ซิลิคอน Monocrystalline : เซลล์เหล่านี้ทําจากผลึกซิลิกอนเดียวซึ่งทําให้มีโครงสร้างที่สม่ําเสมอและมีประสิทธิภาพสูง การวางแนวคริสตัลที่เป็นเอกลักษณ์ช่วยให้จับโฟตอนแสงอาทิตย์ได้ดีขึ้นส่งผลให้มีประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตามกระบวนการผลิตมีความซับซ้อนมากขึ้นส่งผลให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น
เซลล์ซิลิคอน Polycrystalline เซลล์ซิลิคอน Polycrystalline : ทําจากบล็อกซิลิกอนที่ประกอบด้วยผลึกหลายเซลล์เหล่านี้ผลิตได้ง่ายกว่าและถูกกว่าโมโนคริสตัลไลน์ ขอบเขตระหว่างผลึกอาจลดประสิทธิภาพลงเล็กน้อย แต่ความก้าวหน้าทางเทคนิคได้ปรับปรุงประสิทธิภาพเมื่อเวลาผ่านไป พวกเขามีความสมดุลที่ดีระหว่างต้นทุนประสิทธิภาพและความยั่งยืน
เซลล์ฟิล์มบาง : เซลล์เหล่านี้ทําโดยการฝากชั้นบาง ๆ ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ลงบนวัสดุพิมพ์โดยตรงเช่นแก้วหรือโลหะ มีน้ําหนักเบาและยืดหยุ่นกว่าเซลล์ซิลิกอนทําให้สามารถรวมเข้ากับการใช้งานต่างๆเช่นหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์แบบอ่อน โดยทั่วไปประสิทธิภาพจะต่ํากว่าเซลล์ซิลิกอน แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ
เซลล์ Heterojunction (HIT) : เซลล์เหล่านี้รวมชั้นที่แตกต่างกันของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์สร้างอินเทอร์เฟซ heterojunction อินเทอร์เฟซส่งเสริมการแยกประจุที่มีประสิทธิภาพและลดการสูญเสียเนื่องจากการรวมตัวของอิเล็กตรอนและรู เซลล์ HIT ให้ผลผลิตที่ดีและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นที่อุณหภูมิสูง
เซลล์ Perovskite เซลล์ Perovskite : เซลล์ที่ใช้ Perovskite นั้นค่อนข้างใหม่และได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากความสะดวกในการผลิตและศักยภาพที่มีประสิทธิภาพสูง วัสดุ Perovskite สามารถฝากจากสารละลายของเหลวเปิดประตูสู่กระบวนการผลิตที่มีราคาไม่แพง อย่างไรก็ตาม ความยั่งยืนและความมั่นคงในระยะยาวภายใต้เงื่อนไขต่างๆ ยังคงเป็นความท้าทาย เซลล์ PV เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่เป็นทางแยกเดี่ยว แต่เซลล์ PV แบบหลายจุดเชื่อมต่อได้รับการพัฒนาเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นด้วยต้นทุนที่สูงขึ้น
ซิลิคอนผลึก : Monocrystalline : ทําจากผลึกซิลิกอนเดียวเซลล์เหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกัน อย่างไรก็ตามกระบวนการผลิตของพวกเขามีความซับซ้อนและมีราคาแพง Polycrystalline : ทําจากผลึกซิลิกอนหลายเซลล์เหล่านี้มีราคาไม่แพงในการผลิตมากกว่า monocrystallines อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพของพวกเขาลดลงเล็กน้อยเนื่องจากขอบเขตระหว่างผลึก
เซลล์ฟิล์มบาง : แคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) : เซลล์เหล่านี้ใช้แคดเมียมเทลลูไรด์เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ พวกเขามีราคาไม่แพงในการผลิตและมักจะใช้ในการใช้งานขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามแคดเมียมเป็นพิษซึ่งทําให้เกิดความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม คอปเปอร์อินเดียมแกลเลียมซีลีไนด์ (CIGS) : เซลล์เหล่านี้ประกอบด้วยชั้นของทองแดงอินเดียมแกลเลียมและซีลีเนียม พวกเขามีประสิทธิภาพสูงและสามารถผลิตบนพื้นผิวที่มีความยืดหยุ่นทําให้เหมาะสําหรับการใช้งานพิเศษบางอย่าง
เซลล์เซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์ : เซลล์เหล่านี้ใช้พอลิเมอร์อินทรีย์หรือวัสดุคาร์บอนเพื่อแปลงแสงเป็นไฟฟ้า พวกเขามักจะมีน้ําหนักเบาและยืดหยุ่น แต่ประสิทธิภาพของพวกเขามักจะต่ํากว่าเซลล์ประเภทอื่น ๆ
เซลล์ Perovskite : เซลล์ Perovskite ค่อนข้างใหม่ แต่ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากมีศักยภาพที่มีประสิทธิภาพสูงและอาจลดต้นทุนการผลิตได้ พวกเขาใช้วัสดุผลึกที่เรียกว่า perovskite เพื่อจับแสง