เซลล์แสงอาทิตย์หรือที่เรียกว่าเซลล์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อุปกรณ์ใด ๆ ที่แปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านเอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์โดยตรง เซลล์สุริยะส่วนใหญ่ที่ผลิตจากซิลิคอนนั้นมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นและลดต้นทุนเนื่องจากวัสดุมีตั้งแต่ amorphous (noncrystalline) ไปจนถึง polycrystalline จนถึงผลึกซิลิคอน (ผลึกเดี่ยว) เซลล์สุริยะไม่ได้ใช้ปฏิกิริยาเคมีหรือต้องการเชื้อเพลิงในการผลิตพลังงานไฟฟ้าซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่หรือเซลล์เชื้อเพลิงซึ่งไม่เหมือนกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เซลล์แสงอาทิตย์สามารถจัดเป็นกลุ่มใหญ่ที่เรียกว่าอาร์เรย์ อาร์เรย์เหล่านี้ประกอบด้วยเซลล์หลายพันเซลล์สามารถทำหน้าที่เป็นสถานีพลังงานไฟฟ้ากลางแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อจำหน่ายให้กับผู้ใช้ในเชิงพาณิชย์อุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย เซลล์แสงอาทิตย์ในการกำหนดค่าที่มีขนาดเล็กกว่าปกติเรียกว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือแผงโซลาร์เซลล์ได้รับการติดตั้งโดยเจ้าของบ้านบนหลังคาของพวกเขาเพื่อแทนที่หรือขยายแหล่งจ่ายไฟฟ้าทั่วไป แผงเซลล์แสงอาทิตย์ยังใช้เพื่อให้พลังงานไฟฟ้าในสถานที่ห่างไกลหลายแห่งซึ่งแหล่งพลังงานไฟฟ้าแบบดั้งเดิมนั้นไม่สามารถใช้งานได้หรือมีราคาแพงในการติดตั้ง เนื่องจากพวกเขาไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวซึ่งอาจต้องการการบำรุงรักษาหรือเชื้อเพลิงที่ต้องการการเติมเต็มเซลล์แสงอาทิตย์จึงให้พลังงานสำหรับการติดตั้งในพื้นที่ส่วนใหญ่ตั้งแต่การสื่อสารและดาวเทียมสภาพอากาศไปจนถึงสถานีอวกาศ (พลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอสำหรับยานสำรวจอวกาศที่ส่งไปยังดาวเคราะห์ชั้นนอกของระบบสุริยะหรือเข้าสู่อวกาศระหว่างดวงดาวอย่างไรก็ตามเนื่องจากการแพร่กระจายของพลังงานรังสีที่มีระยะห่างจากดวงอาทิตย์) เซลล์แสงอาทิตย์ก็ถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคเช่น ของเล่นอิเล็กทรอนิกส์เครื่องคิดเลขพกพาและวิทยุแบบพกพา เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ในอุปกรณ์ประเภทนี้อาจใช้แสงประดิษฐ์ (เช่นจากหลอดไส้และหลอดฟลูออเรสเซนต์) รวมถึงแสงอาทิตย์

 

เซลล์แสงอาทิตย์ถูกใช้เพื่อดักจับพลังงานแสงอาทิตย์และสร้างกระแสไฟฟ้าในแผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่ แผงโซลาร์เซลล์ที่คุณมักเห็นในบ้านและธุรกิจแผงโซลาร์เซลล์ (PV) ล้วนใช้โซล่าเซลล์ เซลล์แบนสีดำและเงางาม
สิ่งสำคัญที่สุดคือแต่ละเซลล์มีทุกสิ่งที่จำเป็นในการแปลงแสงแดดเป็นพลังงานไฟฟ้าที่สะอาดโดยตรง ส่วนประกอบอื่น ๆ ทั้งหมดใช้เพื่อเพิ่มผลผลิตและแปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้น

การออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์
เซลล์สุริยะนั้นเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนและแม่นยำของวัสดุที่แตกต่างกันมากมาย ชั้นบนสุดของเซลล์สุริยะประกอบด้วยกระจกที่มีชั้นป้องกันแสงสะท้อน กระจกปกป้องวัสดุที่อยู่ด้านล่างในขณะที่เสื้อโค้ทป้องกันแสงสะท้อนช่วยให้แสงแดดมากขึ้นถึงเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อคุณดูเซลล์สุริยะคุณจะเห็นลวดลายกริดเล็ก ๆ นี่คือตารางของแถบโลหะบาง ๆ ใต้กระจก กระจกเคลือบป้องกันแสงสะท้อนและแถบโลหะสร้างชั้นบนสุดของเซลล์
ชั้นกลางของเซลล์แสงอาทิตย์เป็นส่วนที่สำคัญที่สุด เป็นที่ซึ่งพลังงานแสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นผ่านเอฟเฟกต์โซลาร์เซลล์และประกอบด้วยเซมิคอนดักเตอร์สองชั้น เลเยอร์แรกประกอบด้วยวัสดุชนิด n นี่คือซิลิคอนทั่วไปที่ผสมกับฟอสฟอรัสจำนวนเล็กน้อยซึ่งทำให้ซิลิคอนมีประจุเป็นลบ ชั้นที่สองเป็นวัสดุประเภท p วัสดุนี้มีประจุบวกและมักจะทำโดยการผสมซิลิคอนกับโบรอนในปริมาณเล็กน้อย
ชั้นล่างของเซลล์แสงอาทิตย์มีสองส่วน มีอิเล็กโทรดโลหะด้านหลังใต้เซมิคอนดักเตอร์ชนิด p โดยตรง อิเล็กโทรดด้านหลังนี้ทำงานร่วมกับตะแกรงโลหะในชั้นบนสุดเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า ชั้นสุดท้ายเป็นชั้นสะท้อนแสงเพื่อลดการสูญเสียของแสงแดดในระบบ เซลล์แสงอาทิตย์ที่แตกต่างกันอาจใช้วัสดุที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับการใช้งานและต้นทุนที่ต้องการ พวกเขาอาจมีเลเยอร์เพิ่มเติมสำหรับผู้ที่กล่าวถึงแล้ว อย่างไรก็ตามเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมดใช้การกำหนดค่าพื้นฐานนี้

แผงโซล่าเซลล์ทำงานอย่างไร
ลองมาดูกันอย่างรวดเร็วว่าเซลล์แสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร เมื่อแสงอาทิตย์ส่องลงบนเซลล์แสงอาทิตย์แสงอาจถูกสะท้อนดูดซับหรือผ่านเข้าไปในนั้น เฉพาะแสงที่ดูดซับโดยวัสดุกึ่งตัวนำเท่านั้นที่สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้ การเคลือบป้องกันแสงสะท้อนทำให้แสงกระเด็นน้อยลงและแสงสะท้อนกลับช่วยให้แสงมากขึ้นซึ่งจะผ่านเข้าไปในการสะท้อนกลับเข้าสู่ระบบแทน เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างระบบที่ดูดซับแสงได้ 100% แต่ความก้าวหน้ายังดำเนินต่อไปเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ
เมื่อแสงมาถึงชั้นกลางเซมิคอนดักเตอร์จะดูดซับแสง โฟตอนแพ็คเก็ตพลังงานเล็ก ๆ ที่บรรจุอยู่ภายในแสงทั้งหมดแล้วเพิ่มพลังงานภายในอะตอมของเซมิคอนดักเตอร์ วัสดุชนิด n ประกอบด้วยอิเล็กตรอนส่วนเกินในวงแหวนด้านนอกของอะตอม เมื่อมีการเติมพลังอิเล็กตรอนเหล่านั้นจะถูกปล่อยออกมาและเริ่มมองหาสิ่งที่จะผูกมัดทันที วัสดุประเภท p มีรูในวงแหวนด้านนอกของอะตอมซึ่งหมายความว่าต้องการอิเล็กตรอนให้เสร็จสมบูรณ์ อิเล็กตรอนอิสระจะเคลื่อนที่เพื่อเติมเต็มหลุม
อิเล็กตรอนบางตัวจะเติมเต็มหลุมทันทีที่ n- และชั้น p พบกันโดยไม่ต้องสร้างกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตามสิ่งกีดขวางเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว นี่คือเมื่อกริดโลหะด้านบนและอิเล็กโทรดโลหะด้านหลังของเซลล์แสงอาทิตย์กลายเป็นสิ่งสำคัญ ตะแกรงโลหะด้านบนดึงอิเล็กตรอนอิสระจาก n-layer เข้าหามัน การเคลื่อนที่แบบบังคับของอิเล็กตรอนเหล่านี้ในทิศทางเดียวจะสร้างกระแสไฟฟ้า อิเล็กตรอนเหล่านี้จะถูกส่งผ่านวงจรภายนอกที่ใช้โหลดพลังงานเพื่อจับกระแสไฟฟ้า เมื่อจับไฟฟ้าแล้วอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านวงจรต่อไปจนกว่าจะถึงขั้วไฟฟ้าด้านหลังซึ่งอยู่ใกล้กับชั้น p อิเล็กตรอนจะเติมหลุมในวัสดุชนิด p และวงจรเสร็จสมบูรณ์

วิธีการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้าน
แต่ละเซลล์แสงอาทิตย์มีความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้าในปริมาณที่เฉพาะเจาะจง เพื่อเพิ่มกำลังไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์หลายตัวถูกเชื่อมต่อเพื่อสร้างแผงเซลล์แสงอาทิตย์ แม้ว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะถูกจัดการเป็นชิ้นเดียว แต่เซลล์ทุกเซลล์ทำงานอย่างอิสระ แผงเซลล์แสงอาทิตย์รวบรวมไฟฟ้าจากแต่ละเซลล์
บ้านของคุณจะต้องใช้แผงโซลาร์เซลล์มากกว่าหนึ่งแผงเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าให้เพียงพอต่อความต้องการของคุณ เมื่อเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์หลายแผงมันจะกลายเป็นแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ในแผงเซลล์แสงอาทิตย์พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดจากแผงโซลาร์แต่ละแผงจะถูกส่งผ่านอินเวอร์เตอร์ อินเวอร์เตอร์แปลงกระแสไฟฟ้า DC ที่สร้างโดยเซลล์แสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งคุณใช้ในบ้านของคุณ
แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์เป็นสิ่งที่คุณซื้อเพื่อเพิ่มพลังงานให้กับบ้านของคุณ แต่เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำงานที่สำคัญที่สุด เซลล์แสงอาทิตย์สร้างกระแสไฟฟ้าโดยตรงจากแสงแดดที่บ้านของคุณได้รับทุกวัน องค์ประกอบอื่น ๆ ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้นมีไว้เพื่อให้ระบบนี้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและแปลง DC เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ หากไม่มีการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์ของเซลล์แสงอาทิตย์พลังงานแสงอาทิตย์ก็จะไม่เป็นเช่นนั้น