หลักการสำคัญและข้อดีของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นเทคโนโลยีที่แปลงพลังงานแสงเป็นไฟฟ้าโดยตรงโดยใช้เอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ส่วนต่อประสานเซมิคอนดักเตอร์ โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามส่วน: แผงโซลาร์เซลล์ ตัวควบคุม และอินเวอร์เตอร์ ส่วนประกอบหลักคือส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ หลังจากที่เซลล์แสงอาทิตย์เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม ก็สามารถบรรจุและป้องกันเพื่อสร้างโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ในพื้นที่ขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถใช้ร่วมกับตัวควบคุมพลังงานและส่วนประกอบอื่นๆ เพื่อสร้างอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้

หลักการสำคัญของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์คือผลของโฟโตอิเล็กทริกของเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อโฟตอนฉายรังสีโลหะ พลังงานของพวกมันจะถูกอิเล็กตรอนในโลหะดูดซับได้อย่างสมบูรณ์ พลังงานที่อิเล็กตรอนดูดซับนั้นมีมากพอที่จะเอาชนะแรงคูลอมบ์ภายในอะตอมของโลหะเพื่อทำงาน และหลุดออกจากพื้นผิวโลหะกลายเป็นโฟโตอิเล็กตรอน อะตอมของซิลิคอนมีอิเล็กตรอนชั้นนอกสี่ตัว ถ้าซิลิคอนบริสุทธิ์ถูกเจือด้วยอะตอมที่มีอิเล็กตรอนชั้นนอก 5 ตัว เช่น อะตอมฟอสฟอรัส มันจะกลายเป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ถ้าซิลิคอนบริสุทธิ์เจือด้วยอะตอมที่มีอิเล็กตรอนภายนอก 3 ตัว เช่น อะตอมโบรอน จะเกิดสารกึ่งตัวนำชนิด P เมื่อชนิด P และชนิด N ถูกรวมเข้าด้วยกัน พื้นผิวสัมผัสจะก่อให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้า และกลายเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อแสงแดดส่องไปที่ทางแยก pn กระแสจะไหลจากด้านประเภท P ไปยังด้านประเภท N ทำให้เกิดกระแส

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคเป็นปรากฏการณ์ที่สำคัญและมหัศจรรย์ในวิชาฟิสิกส์ ภายใต้การฉายรังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่เหนือความถี่ที่กำหนด (เรียกว่าความถี่จำกัด) อิเล็กตรอนในสารบางชนิดจะดูดซับพลังงานและหลบหนีออกมาเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าที่เรียกว่าโฟโตอิเล็กทริค แผนผังของการผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แสดงให้เห็นว่าซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ถูกแปรรูปเป็นเวเฟอร์ซิลิคอนผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การหล่อแท่งโลหะ การหักแท่งโลหะ และการหั่น การเติมและการแพร่กระจายของปริมาณเล็กน้อยของโบรอน ฟอสฟอรัส ฯลฯ จุดเชื่อมต่อ pn จะถูกสร้างขึ้นบนเวเฟอร์ซิลิคอน จากนั้น ผ่านการพิมพ์สกรีน เงินที่เตรียมไว้อย่างประณีตจะถูกพิมพ์ลงบนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนเพื่อสร้างเส้นตาราง หลังจากการเผาผนึก มันก็จะถูกสร้างเป็นอิเล็กโทรดด้านหลัง และเคลือบสารกันแสงสะท้อนจะถูกเคลือบบนพื้นผิวด้วยเส้นตารางเพื่อสร้างเซลล์แบตเตอรี่ แบตเตอรี่จะถูกจัดเรียงและรวมกันเป็นโมดูลแบตเตอรี่ กลายเป็นแผงวงจรขนาดใหญ่ โดยทั่วไปแล้ว ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกล้อมรอบด้วยกรอบอะลูมิเนียม โดยมีกระจกปกคลุมที่ด้านหน้าและอิเล็กโทรดที่ด้านหลัง ด้วยส่วนประกอบแบตเตอรี่และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ สามารถสร้างระบบผลิตไฟฟ้าได้ ในการแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ จำเป็นต้องติดตั้งอินเวอร์เตอร์ หลังจากผลิตไฟฟ้าแล้ว สามารถเก็บไว้ในแบตเตอรี่หรือป้อนเข้าระบบไฟฟ้าสาธารณะได้ ในส่วนของต้นทุนของระบบผลิตไฟฟ้า ส่วนประกอบของแบตเตอรี่คิดเป็นประมาณ 50% ในขณะที่ตัวแปลงกระแสไฟฟ้า ต้นทุนการติดตั้ง ส่วนประกอบเสริมอื่นๆ และต้นทุนอื่นๆ คิดเป็นสัดส่วนเพิ่มเติม 50%