เคยคิดบ้างไหม ! โซล่าเซลล์ทำงานอย่างไร

 เซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำสองประเภท ได้แก่ ซิลิคอนประเภท p และซิลิคอนประเภท n ซิลิคอนประเภท p ผลิตขึ้นโดยการเติมอะตอม เช่น โบรอนหรือแกลเลียม ซึ่งมีอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอกน้อยกว่าซิลิคอนหนึ่งตัว เนื่องจากโบรอนมีอิเล็กตรอนน้อยกว่าหนึ่งตัวที่จำเป็นในการสร้างพันธะกับอะตอมซิลิคอนโดยรอบ จึงเกิดช่องว่างอิเล็กตรอนหรือ “รู” ขึ้น

ซิลิคอนประเภท n ติดตั้งโซล่าเซลล์ ผลิตขึ้นโดยการเติมอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากกว่าซิลิคอนหนึ่งตัวในระดับพลังงานภายนอก เช่น ฟอสฟอรัส ฟอสฟอรัสมีอิเล็กตรอนห้าตัวในระดับพลังงานภายนอก ไม่ใช่สี่ตัว ฟอสฟอรัสจะจับกับอะตอมซิลิคอนข้างเคียง แต่ไม่มีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวเกี่ยวข้องในการสร้างพันธะ ในทางกลับกัน ซิลิคอนสามารถเคลื่อนที่ภายในโครงสร้างซิลิคอนได้อย่างอิสระ

อ่านบทความเกี่ยวกับการติดตั้งโซล่าเซลล์
ติดตั้งโซล่าเซลล์ กับเหตุผลที่คุ้ม ไม่ต้องจ่ายค่าไฟ “เเพง”
บริษัทรับเหมาติดตั้งโซล่าเซลล์ ที่ไหนดี
ติดตั้งโซล่าเซลล์ดีไหมCheckข้อดีข้อเสียและวิธีเลือกบริษัทติดตั้งอย่างไรดี

เซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยชั้นซิลิคอนประเภท p วางอยู่ถัดจากชั้นซิลิคอนประเภท n (รูปที่ 1) ในชั้น n-type จะมีอิเล็กตรอนส่วนเกิน และในชั้น p-type จะมีโฮลที่มีประจุบวกส่วนเกิน (ซึ่งเป็นช่องว่างเนื่องจากอิเล็กตรอนวาเลนซ์ไม่เพียงพอ) ใกล้กับรอยต่อของทั้งสองชั้น อิเล็กตรอนที่อยู่ด้านหนึ่งของรอยต่อ (ชั้น n-type) จะเคลื่อนที่เข้าไปในโฮลที่ด้านอื่นของรอยต่อ ติดตั้งโซล่าเซลล์ (ชั้น p-type) ทำให้เกิดพื้นที่รอบรอยต่อ เรียกว่าโซนการพร่อง ซึ่งอิเล็กตรอนจะเติมเต็มโฮล (รูปที่ 1 ภาพระยะใกล้)

เมื่อรูทั้งหมดถูกเติมด้วยอิเล็กตรอนในโซนพร่อง ฝั่ง p-type ของโซนพร่อง (ซึ่งมีรูในตอนแรก) จะมีไอออนที่มีประจุลบ ติดตั้งโซล่าเซลล์ และฝั่ง n-type ของโซนพร่อง (ซึ่งมีอิเล็กตรอนอยู่) จะมีไอออนที่มีประจุบวก การมีไอออนที่มีประจุตรงข้ามเหล่านี้จะสร้างสนามไฟฟ้าภายในที่ป้องกันไม่ให้อิเล็กตรอนในชั้น n-type เข้ามาเติมเต็มรูในชั้น p-type

เมื่อแสงอาทิตย์กระทบเซลล์แสงอาทิตย์ อิเล็กตรอนในซิลิกอนจะถูกดีดออก ซึ่งส่งผลให้เกิด “รู” ซึ่งเป็นช่องว่างที่อิเล็กตรอนที่หลุดออกไปทิ้งไว้ หากสิ่งนี้เกิดขึ้นในสนามไฟฟ้า สนามจะย้ายอิเล็กตรอนไปที่ชั้น n-type และย้ายรูไปที่ชั้น p-type หากคุณเชื่อมต่อชั้นประเภท n และประเภท p ด้วยลวดโลหะ อิเล็กตรอนจะเดินทางจากชั้นประเภท n ไปยังชั้นประเภท p โดยการข้ามโซนการพร่อง จากนั้นจึงเคลื่อนผ่านลวดภายนอกด้านหลังของชั้นประเภท n ก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหล