พึ่งรู้! โซล่าเซลล์ทำมาจาก ดิน หิน ทราย ?
โซล่าเซลล์ทำมาจากดิน หิน และทราย ดิน หิน และทรายเป็นแหล่งวัตถุดิบหลักในการผลิตซิลิกอน ซึ่งเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในการผลิตโซล่าเซลล์ กระบวนการผลิตโซล่าเซลล์เริ่มต้นจากการสกัดซิลิกอนจากหินทราย โดยนำหินทรายไปผ่านกระบวนการความร้อนสูงจนหลอมเหลว จากนั้นจึงนำซิลิกอนที่หลอมเหลวไปผ่านกระบวนการกลั่น (Distillation) เพื่อแยกซิลิกอนบริสุทธิ์ออกมา
ซิลิกอนบริสุทธิ์ที่ได้จากการถลุงจะนำไปผ่านกระบวนการหล่อ (Casting) เพื่อขึ้นรูปเป็นแผ่นซิลิกอนที่มีขนาดและรูปร่างตามต้องการ จากนั้นจึงนำแผ่นซิลิกอนไปผ่านกระบวนการแพร่สาร (Diffusion) เพื่อปรับคุณสมบัติทางไฟฟ้าของแผ่นซิลิกอนให้กลายเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด P-type และ N-type ซึ่งสารเจือปนที่นิยมใช้กัน ได้แก่ ฟอสฟอรัส (Phosphorus) สำหรับสร้าง P-type และโบรอน (Boron) สำหรับสร้าง N-type
หลังจากการแพร่สารแล้ว แผ่นซิลิกอนจะถูกตัดเป็นแผ่นบางๆ เรียกว่า เวเฟอร์ (Wafer) ซึ่งเวเฟอร์แต่ละแผ่นจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10-20 เซนติเมตร จากนั้นนำเวเฟอร์ไปผ่านกระบวนการสร้างรอยต่อ พี-เอ็น (P-N junction formation) ซึ่งเป็นส่วนที่ทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ เวเฟอร์ที่ได้จะถูกเคลือบด้วยวัสดุป้องกันต่างๆ เช่น กระจก พลาสติก หรือฟิล์ม เพื่อปกป้องเวเฟอร์จากความเสียหายจากสภาพแวดล้อม เช่น ฝุ่นละออง น้ำฝน และแสงแดด
ขั้นตอนสุดท้ายคือการประกอบเวเฟอร์หลายแผ่นเข้าด้วยกันเป็นแผงโซล่าเซลล์ (Solar panel) โดยแผงโซล่าเซลล์แต่ละแผงจะมีขนาดและความหนาแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน
ขั้นตอนการผลิตโซล่าเซลล์แบ่งออกเป็น 7 ขั้นตอน ดังนี้
- การถลุงซิลิกอน (Silicon refining)
ขั้นตอนแรกคือการถลุงซิลิกอนจากหินทราย โดยนำหินทรายไปผ่านกระบวนการความร้อนสูงจนหลอมเหลว จากนั้นจึงนำซิลิกอนที่หลอมเหลวไปผ่านกระบวนการกลั่น (Distillation) เพื่อแยกซิลิกอนบริสุทธิ์ออกมา
- การหล่อซิลิกอน (Silicon casting)
ซิลิกอนบริสุทธิ์ที่ได้จากการถลุงจะนำไปผ่านกระบวนการหล่อ (Casting) เพื่อขึ้นรูปเป็นแผ่นซิลิกอนที่มีขนาดและรูปร่างตามต้องการ
- การแพร่สาร (Diffusion)
ขั้นตอนนี้เป็นการเติมสารเจือปน (Dopant) เข้าไปในแผ่นซิลิกอน เพื่อปรับคุณสมบัติทางไฟฟ้าของแผ่นซิลิกอนให้กลายเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด P-type และ N-type ซึ่งสารเจือปนที่นิยมใช้กัน ได้แก่ ฟอสฟอรัส (Phosphorus) สำหรับสร้าง P-type และโบรอน (Boron) สำหรับสร้าง N-type
- การตัดแผ่นซิลิกอน (Wafer cutting)
หลังจากการแพร่สารแล้ว แผ่นซิลิกอนจะถูกตัดเป็นแผ่นบางๆ เรียกว่า เวเฟอร์ (Wafer) ซึ่งเวเฟอร์แต่ละแผ่นจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10-20 เซนติเมตร
- การสร้างรอยต่อ พี-เอ็น (P-N junction formation)
ขั้นตอนนี้เป็นการเชื่อมแผ่นเวเฟอร์ P-type และ N-type เข้าด้วยกันเพื่อสร้างรอยต่อ พี-เอ็น (P-N junction) ซึ่งเป็นส่วนที่ทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์
- การเคลือบป้องกัน (Encapsulation)
ขั้นตอนนี้เป็นการเคลือบแผ่นเวเฟอร์ด้วยวัสดุป้องกันต่างๆ เช่น กระจก พลาสติก หรือฟิล์ม เพื่อปกป้องแผ่นเวเฟอร์จากความเสียหายจากสภาพแวดล้อม เช่น ฝุ่นละออง น้ำฝน และแสงแดด
- การประกอบแผงโซล่าเซลล์ (Solar panel assembly)
ขั้นตอนสุดท้ายคือการประกอบแผ่นเวเฟอร์หลายแผ่นเข้าด้วยกันเป็นแผงโซล่าเซลล์ (Solar panel) โดยแผงโซล่าเซลล์แต่ละแผงจะมีขนาดและความหนาแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน
ทั้งนี้ กระบวนการผลิตโซล่าเซลล์แต่ละขั้นตอนอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการผลิตและวัสดุที่ใช้
โซล่าเซลล์ถือกำเนิดขึ้นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1954 โดย แชปปิน (Chapin), ฟูลเลอร์ (Fuller) และเพียสัน (Pearson) แห่งเบลล์เทลเลโฟน (Bell Telephone) โดยทั้ง 3 ท่านได้ค้นพบเทคโนโลยีการสร้างรอยต่อ พี-เอ็น (P-N) แบบใหม่ โดยวิธีการแพร่สารเข้าไปในผลึกของซิลิกอน จนได้โซล่าเซลล์ชิ้นแรกของโลกซึ่งมีประสิทธิภาพเพียง 6%
ก่อนหน้านั้น โซล่าเซลล์ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1883 โดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ เซลเมอร์ (Selman) แต่โซล่าเซลล์ของเซลเมอร์มีประสิทธิภาพต่ำมาก เพียง 1% เท่านั้น
หลังจากการค้นพบของแชปปิน ฟูลเลอร์ และเพียสัน ในปี ค.ศ. 1954 เทคโนโลยีการผลิตโซล่าเซลล์ก็ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยในปี ค.ศ. 1958 ประสิทธิภาพของโซล่าเซลล์ได้เพิ่มขึ้นเป็น 11% ในปี ค.ศ. 1962 เพิ่มขึ้นเป็น 15% ในปี ค.ศ. 1970 เพิ่มขึ้นเป็น 20% ในปี ค.ศ. 1980 เพิ่มขึ้นเป็น 25% ในปี ค.ศ. 1990 เพิ่มขึ้นเป็น 30% ในปี ค.ศ. 2000 และเพิ่มขึ้นเป็น 40% ในปี ค.ศ. 2023
การพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตโซล่าเซลล์อย่างต่อเนื่องนี้ ส่งผลให้ราคาของโซล่าเซลล์ลดลงอย่างมาก จากเดิมที่ราคาของโซล่าเซลล์ 1 วัตต์ สูงถึง 1,000 ดอลลาร์สหรัฐ ในปี ค.ศ. 1970 ปัจจุบันราคาของโซล่าเซลล์ 1 วัตต์ ลดลงเหลือเพียงประมาณ 50 ดอลลาร์สหรัฐเท่านั้น
การลดลงของราคาโซล่าเซลล์นี้ ส่งผลให้โซล่าเซลล์กลายเป็นพลังงานทางเลือกที่ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ในปัจจุบัน โซล่าเซลล์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายประเทศทั่วโลก ทั้งภาคครัวเรือน ภาคธุรกิจ และภาคอุตสาหกรรม
หลักการทำงานของโซล่าเซลล์นั้น อาศัยหลักการของโฟโตโวลตาอิก (Photovoltaic effect) คือ พลังงานแสงอาทิตย์จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้นในสารกึ่งตัวนำ ซึ่งสารกึ่งตัวนำที่ใช้ในการผลิตโซล่าเซลล์ส่วนใหญ่จะเป็นซิลิกอน (Silicon)
กระบวนการผลิตโซล่าเซลล์นั้น เริ่มต้นจากการสกัดซิลิกอนบริสุทธิ์จากหินทราย จากนั้นจึงนำซิลิกอนบริสุทธิ์ไปผ่านกระบวนการหล่อ (Casting) เพื่อขึ้นรูปเป็นแผ่น จากนั้นจึงผ่านกระบวนการแพร่สาร (Diffusion) เพื่อสร้างรอยต่อ พี-เอ็น (P-N junction) บนแผ่นซิลิกอน
หลังจากนั้นจึงนำแผ่นซิลิกอนไปผ่านกระบวนการอบ (Annealing) เพื่อปรับโครงสร้างของผลึกซิลิกอน จากนั้นจึงนำแผ่นซิลิกอนไปผ่านกระบวนการเคลือบ (Coating) เพื่อปกป้องสารกึ่งตัวนำจากการกัดกร่อนของแสงแดด
ขั้นตอนสุดท้ายคือการประกอบแผ่นซิลิกอนหลายแผ่นเข้าด้วยกันเป็นแผงโซล่าเซลล์ (Solar panel) โดยแผงโซล่าเซลล์แต่ละแผงจะมีขนาดและความหนาแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน
ปัจจุบันโซล่าเซลล์เป็นพลังงานทางเลือกที่ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากเป็นพลังงานสะอาด ไม่ก่อมลพิษ และสามารถผลิตไฟฟ้าได้ทุกที่ที่มีแสงแดด
ประโยชน์ของโซล่าเซลล์มีดังนี้
- เป็นพลังงานสะอาด ไม่ก่อมลพิษ โซล่าเซลล์ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นพลังงานสะอาด ไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกหรือมลพิษอื่นๆ จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและช่วยลดภาวะโลกร้อน
- สามารถผลิตไฟฟ้าได้ทุกที่ที่มีแสงแดด โซล่าเซลล์ไม่จำเป็นต้องอาศัยแหล่งน้ำหรือทรัพยากรธรรมชาติอื่นๆ จึงสามารถผลิตไฟฟ้าได้ในทุกพื้นที่ที่มีแสงแดด ไม่ว่าจะเป็นบนหลังคาบ้าน หลังคาโรงงาน หรือพื้นที่ว่างเปล่า
- ช่วยลดต้นทุนค่าไฟฟ้า การติดตั้งโซล่าเซลล์สามารถช่วยลดต้นทุนค่าไฟฟ้าได้ในระยะยาว โดยผู้ใช้โซล่าเซลล์สามารถผลิตไฟฟ้าใช้เองได้โดยไม่ต้องเสียค่าไฟฟ้าให้กับหน่วยงานรัฐ
- เพิ่มความมั่นคงด้านพลังงาน โซล่าเซลล์เป็นพลังงานทางเลือกที่จะช่วยเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานให้กับประเทศ เพราะสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องและไม่มีวันหมด
นอกจากนี้ โซล่าเซลล์ยังมีประโยชน์อื่นๆ อีกมากมาย เช่น ช่วยลดการนำเข้าเชื้อเพลิงจากต่างประเทศ เพิ่มรายได้ให้กับเกษตรกร ส่งเสริมการพัฒนาเศรษฐกิจฐานราก และสร้างงานใหม่ให้กับประชาชน
โดยรวมแล้ว โซล่าเซลล์เป็นพลังงานทางเลือกที่มีประโยชน์มากมาย ทั้งต่อสิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจ และสังคม
5 สกุลเงินที่อ่อนค่าที่สุดในโลกใน ปัจจุบัน
RIP แมวอินฟูล.... ส่ง"ไข่ขาว"สู่การเดินทางครั้งใหม่บนดาวแมวที่แสนอบอุ่น...
นายกเขมรพร้อมถอนกำลังทหารอาวุธยุทโธปกรณ์ออกจากชายแดนทันทีหากไทยบริจาคเงิน 1,500 ล้านบาทให้กับกัมพูชา
ประเทศที่ลงทุนในไทยมากที่สุด มีมูลค่าเงินลงทุนมากเป็นอันดับหนึ่ง
Top 10 ประเทศที่มีปริมาณผลผลิตข้าวมากที่สุดในโลก
เซเว่น เตรียมถอนการลงทุนจากเขมร สินค้าเขมรด้อยคุณภาพ ซ้ำวิกฤต ปชช.ไม่มีเงินซื้อ
ค่าเงินที่มีราคาแพงที่สุด เมื่อเทียบกับค่าเงินดอลลาร์สหรัฐ
หากร่างกายแสดงอาการเหล่านี้ อาจกำลังส่งสัญญาณเตือนมะเร็งลำไส้ รู้ก่อน ป้องกันได้
ปริศนา "ปลาลิ้นหมา": มหากาพย์การย้ายดวงตาที่ประหลาดที่สุดในโลกใต้น้ำ
เจาะรหัสลับ "แปลปกสลาก" งวดวันที่ 16 กุมภาพันธ์ 2569
จังหวัดที่มีเกาะในทะเลไทย จำนวนมากที่สุดเป็นอันดับหนึ่ง
แมงกะพรุนไม่ใช่ "แมง" และไม่ใช่ "ปลา" (Fish) อย่างที่ชื่อภาษาไทยและภาษาอังกฤษบอกไว้แม้แต่น้อย
เคล็ดลับความรวย ที่มาพร้อมกับดราม่าเหยียดคนจน? !!
งานเกษตรแฟร์ 2569 สวรรค์ของคนรักต้นไม้
แมงกะพรุนไม่ใช่ "แมง" และไม่ใช่ "ปลา" (Fish) อย่างที่ชื่อภาษาไทยและภาษาอังกฤษบอกไว้แม้แต่น้อย
นกที่มีพิษร้ายแรงที่สุด ที่สามารถพบได้จริงในป่าธรรมชาติ
ประเทศที่ส่งออกมันสำปะหลังเข้าไทยมากที่สุด
จุดวิกฤตของ Starbucks กลายเป็นเหมือน "โรงงานกาแฟ" กับดักที่ทำให้ Starbucks เสียความไว้ใจจากลูกค้า
สกุลเงินในเอเชียที่ปลอดภัยและมั่นคงที่สุด
หลายคงยังไม่รู้!! วัฒนธรรม "การทำงานหนัก" ของชาวสิงคโปร์ที่เต็มไปด้วยความกดดันและการแข่งขัน


