วัสดุที่ใช้ทำเซลล์แสงอาทิตย์ - สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ
 
สารานุกรมไทย
สำหรับเยาวชน  เมนู 20
เล่มที่ ๒๐
เรื่องที่ ๑ ศาสนา และระบบความเชื่อในประเทศไทย
เรื่องที่ ๒ ความสัมพันธ์ทางวัฒนธรรมกับต่างประเทศ
เรื่องที่ ๓ จิตรกรรมไทยแบบประเพณี
เรื่องที่ ๔ เสียง และมลภาวะทางเสียง
เรื่องที่ ๕ เลเซอร์
เรื่องที่ ๖ เซลล์แสงอาทิตย์
เรื่องที่ ๗ อัญมณี
เรื่องที่ ๘ เวชศาสตร์การบิน
เรื่องที่ ๙ ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง หรือโรคเอดส์
เรื่องที่ ๑๐ การปลูกถ่ายอวัยวะ
รายชื่อผู้เขียน

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๒๐ / เรื่องที่ ๖ เซลล์แสงอาทิตย์ / วัสดุที่ใช้ทำเซลล์แสงอาทิตย์

 วัสดุที่ใช้ทำเซลล์แสงอาทิตย์
เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากผลึกย่อยของซิลิคอน
เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากผลึกย่อยของซิลิคอน

เครื่องคิดเลขไฟฟ้าที่ใช้เซลล์แสงอาทิตย์เป็นตัวจ่ายพลังงาน
เครื่องคิดเลขไฟฟ้าที่ใช้เซลล์แสงอาทิตย์เป็นตัวจ่ายพลังงาน
วัสดุที่ใช้ทำเซลล์แสงอาทิตย์

เซลล์แสงอาทิตย์ทำจากวัสดุสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน มีทั้งที่เป็นผลึกเดี่ยว (Single Crystal) ผลึกย่อย (Poly Crystal) และไม่เป็นผลึก หรือเป็นสารอะมอร์ฟัส (Amorphous) ซิลิคอนเป็นวัสดุสารกึ่งตัวนำ ที่มีราคาถูกที่สุด เพราะซิลิคอนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในโลกชนิดหนึ่ง สามารถถลุงได้จากหินและทราย และมีใช้งานในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์อย่างกว้างขวาง เช่น ใช้ทำทรานซิสเตอร์ และวงจรไอซี ที่ใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากผลึกซิลิคอน ทั้งผลึกเดี่ยวและผลึกย่อย มีการผลิตออกใช้งานมากที่สุด ในปัจจุบัน เพราะมีประสิทธิภาพสูงประมาณ ๑๒ - ๑๕ % ซึ่งเพียงพอต่อการประยุกต์ แม้จะมีราคาแพง เมื่อเทียบกับค่าไฟฟ้าในระบบสายส่ง การใช้งานจึงจำกัดอยู่ในพื้นที่เฉพาะ เช่น ในชนบทที่ไม่มีไฟฟ้าใช้เป็นหลัก

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอนจะมีราคาถูกที่สุด เพราะซิลิคอนที่ไม่เป็นผลึก หรือเป็นสารอะมอร์ฟัสนั้น จะมีลักษณะเป็นฟิล์มบาง ไม่สิ้นเปลืองเนื้อวัสดุ เตรียมได้ที่อุณหภูมิต่ำ และผลิตได้ง่าย แต่เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอนนี้ มีประสิทธิภาพการแปรพลังงานไม่สูงนัก คือ เพียง ๕ - ๑๐ % จึงเหมาะที่จะประยุกต์ใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่กินไฟฟ้าน้อย เราจึงเห็นเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดนี้ ใช้งานกับเครื่องคิดเลข นาฬิกาข้อมือ วิทยุทรานซิสเตอร์ เป็นต้น

นอกจากซิลิคอนแล้ว วัสดุสารกึ่งตัวนำ อื่นๆ ก็ใช้ทำเซลล์แสงอาทิตย์ได้เช่นเดียวกัน เช่น แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs : Gallium Arsenide) แคดเมียมซัลไฟด์ (CdS : Cadmium Sulphide) ทองแดงอินเดียมไดเซเลไนด์ (CuInSe2) : Copper Indium Diselenide) ซึ่งล้วนแล้วแต่เป็นสาร ประกอบกึ่งตัวนำทั้งสิ้น เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากวัสดุแกลเลียมอาร์เซไนด์ จะเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูง ๒๐ - ๒๕ % ใช้งานกับแสงความเข้มสูงได้ดี ทนทานกับรังสีอนุภาคที่มีพลังงานสูง จึงเหมาะกับงานด้านอวกาศ แม้จะมีราคาแพงกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ ที่ทำจากซิลิคอนถึง ๕๐ เท่า

ส่วนเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากแคดเมียมซัลไฟด์ และทองแดงอินเดียมไดเซเลไนด์นั้น จะมีราคาถูกพอๆ กับซิลิคอน เพราะมีลักษณะเป็นฟิล์มบาง และเตรียมได้ง่าย

วัสดุสารกึ่งตัวนำที่ใช้ทำเซลล์แสงอาทิตย์ได้ดี ต้องมีความสามารถในการดูดกลืนแสงจากพลังงานแสงอาทิตย์ โดยมีขนาดของแถบพลังงาน ที่เหมาะสมกับสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ และสามารถประดิษฐ์โครงสร้างหัวต่อพีเอ็น เพื่อใช้ในการแยกพาหะที่มีประจุไฟฟ้าต่างกันออกไปยังขั้วไฟฟ้าบวกและลบได้
หัวข้อก่อนหน้า หัวข้อถัดไป