โซล่าเซลล์ผลิตไฟฟ้าได้อย่างไร
โซล่าเซลล์ผลิตไฟฟ้าได้อย่างไร?
โซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าโดยอาศัยปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิก (Photovoltaic Effect) ซึ่งเป็นคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำ (เช่น ซิลิคอน) ที่สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าเมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบ เมื่อแสงแดด (โฟตอน) ตกกระทบแผงโซลาร์เซลล์ พลังงานจากแสงจะกระตุ้นให้อิเล็กตรอนในสารกึ่งตัวนำหลุดออกมาและเคลื่อนที่อย่างอิสระ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า
หลักการทำงานโดยละเอียด:
1. แสงอาทิตย์ตกกระทบ:
แสงอาทิตย์ประกอบด้วยอนุภาคพลังงานที่เรียกว่า โฟตอน
2. การดูดซับพลังงาน:
เมื่อโฟตอนเหล่านี้ตกกระทบแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งส่วนใหญ่ทำจากซิลิคอน (สารกึ่งตัวนำ) โฟตอนจะถูกดูดซับโดยอะตอมของซิลิคอน
3. การกระตุ้นอิเล็กตรอน:
พลังงานจากโฟตอนที่ถูกดูดซับจะกระตุ้นให้อิเล็กตรอนในอะตอมของซิลิคอนหลุดออกจากวงโคจรและเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ
4. การเกิดกระแสไฟฟ้า:
การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอย่างอิสระเหล่านี้ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าแบบกระแสตรง (DC)
5. การใช้งาน:
กระแสไฟฟ้าที่ได้จากโซลาร์เซลล์สามารถนำไปใช้งานได้โดยตรงกับอุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง หรือแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ด้วยอินเวอร์เตอร์ เพื่อใช้งานกับเครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไปในบ้าน
ส่วนประกอบสำคัญของแผงโซลาร์เซลล์:
แผงโซลาร์เซลล์ (Solar Panel):
เป็นส่วนที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ (เช่น ซิลิคอน) ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า
อินเวอร์เตอร์ (Inverter):
อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ที่สามารถใช้งานกับเครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไปได้
แบตเตอรี่ (Battery):
(ในระบบโซลาร์เซลล์แบบกักเก็บ) ทำหน้าที่เก็บไฟฟ้าที่ผลิตได้ส่วนเกิน เพื่อนำมาใช้ในภายหลังเมื่อไม่มีแสงอาทิตย์
ซิลิคอนชนิด n (N-type silicon)
คือซิลิคอนที่ถูกทำให้เป็นสารกึ่งตัวนำโดยการเติมสารเจือปน (doping) ที่มีอิเล็กตรอนมากกว่าซิลิคอนอะตอมปกติ ทำให้มีอิเล็กตรอนอิสระที่สามารถเคลื่อนที่ได้และนำไฟฟ้าได้ดีขึ้น
ซิลิคอนชนิด p (P-type silicon)
คือซิลิคอนที่ถูกเจือด้วยธาตุที่มีอิเล็กตรอนน้อยกว่า 4 ตัวในวงเวียน เช่น โบรอน (Boron) ซึ่งจะสร้าง "หลุม" (hole) หรือช่องว่างที่สามารถรับอิเล็กตรอนได้ ทำให้ซิลิคอนชนิดนี้มีสภาพการนำไฟฟ้าที่ดีขึ้น โดยมีประจุบวกเป็นตัวนำหลัก.
