เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอน

Abstract

ได้มีการประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอนเป็นผลสำเร็จ เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอนนี้มีลักษณะเด่นคือ ผลิตจากฟิล์มบางของวัสดุอะมอร์ฟัสซิลิคอน จึงประหยัดวัสดุและทำให้ต้นทุนการผลิตต่ำกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิคอน ผลงานวิจัยเรื่องนี้จะเป็นประโยชน์ต่อประเทศในด้านการผลิตพลังงานทดแทนและส่งเสริมให้เกิดพื้นฐานทางด้านเทคโนโลยีของเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นในประเทศ เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอนมีโครงสร้างประกอบด้วยแผ่นฐานกระจกและฟิล์มบางชั้นต่างๆ เคลือบเป็นชั้นๆ คือ 1. ฟิล์มบางขั้วไฟฟ้าโปร่งแสง (ดีบุกออกไซด์) หนาประมาณ 2000 อังสตรอม 2. ฟิล์มบางอะมอร์ฟัลซิลิคอนหนาประมาณ 6000 อังสตรอม (รอยต่อ p-I-n) และ 3. ฟิล์มบางขั้วไฟฟ้าด้านหลัง (อะลูมิเนียม) หนาประมาณ 5000 อังสตรอม สำหรับฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิคอนนั้นผลิตด้วยวิธีการแยกสลายก๊าซด้วยสนามไฟฟ้า (glow discharge plas-ma CVD) จากการทดลองหาเงื่อนไขการผลิตที่เหมาะสมและหาเงื่อนไขโครงสร้างความหนาที่เหมาะสมของฟิล์มขางชั้นต่างๆ ได้เซลล์ฯ ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดประมาณ 6.7% ได้มีการทดลองประดิษฐ์ต้นแบบของชุดแผงเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับประจุไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี่รถยนต์เป็นผลสำเร็จ ชุดแผงนี้ถูกบรรจุอยู่ภายในกรอบกระจกและอะลูมิเนียมอย่างสวยงาม ภายในมีเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอนต่ออนุกรมกัน 36 ตัว ได้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงถึง 26 โวลท์ การต่ออนุกรมกันของเซลล์นั้นได้ใช้วิธีพิเศษทางฟิล์มบางที่เสนอโดยผู้วิจัยเป็นครั้งแรก ด้านการปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์ฯ ได้มีการเสนอการใช้โครงสร้าง multiplayer (tandem) และการใช้ผลึกโพลิซิลิคอนเป็นแผ่นฐาน ผลการทดลองพบว่าการใช้ผลึกโพลิซิลิคอนเป็นแผ่นฐานได้ประสิทธิภาพสูงถึง 9.7% นอกจากนี้มีการศึกษาคุณสมบัติพื้นฐานของฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิคอนด้วยวิธีต่างๆ เช่นการดิฟแฟรกชั่นของรังสีเอกซ์ การกระเจิงของราแมน การดูดกลืนแสง การนำไฟฟ้า เป็นต้น นอกจากนี้ได้ประสบความสำเร็จการประยุกต์ใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์เป็นเซนเซอร์ตรวจวัดสีของแสงอีกด้วย