การผลิตไฟฟ้าแบบฟิล์มบางและการผลิตไฟฟ้าแบบซิลิคอนผลึกมีข้อดีข้อเสียอะไรบ้าง?

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่มีวันหมดสำหรับมนุษยชาติและมีบทบาทสำคัญในกลยุทธ์พลังงานระยะยาวของประเทศต่างๆ ทั่วโลก การผลิตพลังงานแบบฟิล์มบางอาศัยชิปเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางที่มีน้ำหนักเบา บาง และยืดหยุ่นได้ ในขณะที่การผลิตพลังงานแบบซิลิคอนผลึกมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานสูง แต่แผงโซลาร์เซลล์จะต้องมีความหนาเพียงพอ ดังนั้น วันนี้เราจึงมุ่งเน้นไปที่ข้อดีและข้อเสียของการผลิตพลังงานแบบฟิล์มบางและการผลิตพลังงานแบบซิลิคอนผลึก

I. ข้อดีของการผลิตไฟฟ้าแบบฟิล์มบาง

แบตเตอรี่ฟิล์มบางที่ใช้วัสดุน้อยกว่า กระบวนการผลิตที่เรียบง่าย ใช้พลังงานน้อยกว่า ผลิตได้ต่อเนื่องในพื้นที่ขนาดใหญ่ และสามารถใช้วัสดุต้นทุนต่ำ เช่น แก้วหรือสแตนเลสเป็นพื้นผิว ปัจจุบัน แบตเตอรี่ฟิล์มบางได้พัฒนาเทคนิคต่างๆ มากมาย รวมถึงเทคโนโลยีโซลาร์ฟิล์มบาง CIGS (คอปเปอร์อินเดียมแกลเลียมเซเลไนด์) เทคโนโลยีโมดูลโฟโตวอลตาอิคฟิล์มบางแบบยืดหยุ่นได้บรรลุจุดสำคัญ และช่องว่างระหว่างอัตราการแปลงโฟโตวอลตาอิคของแบตเตอรี่ซิลิกอนผลึกก็ค่อยๆ ลดลง

เซลล์ฟิล์มบางตอบสนองต่อแสงน้อยได้ดีกว่า และช่องว่างระหว่างการผลิตพลังงานในวันที่มีเมฆมากและแดดจะแคบลง ทำให้เหมาะเป็นพิเศษสำหรับการใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในทะเลทราย นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับการสร้างที่พักพิงและบ้านรับแสงแดดสำหรับใช้ในบ้าน เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางเป็นส่วนประกอบหลักของระบบโฟโตวอลตาอิค จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผสานรวมอาคารโฟโตวอลตาอิค

II. ข้อเสียของการผลิตไฟฟ้าด้วยฟิล์มบาง

อัตราการแปลงไฟฟ้าแสงของเซลล์ฟิล์มบางต่ำ โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 8% เท่านั้น การลงทุนในอุปกรณ์และเทคโนโลยีสำหรับเซลล์ฟิล์มบางนั้นสูงกว่าเซลล์ซิลิคอนผลึกหลายเท่า ผลผลิตของการผลิตโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางไม่ดีเท่าที่ควร อัตราผลผลิตของโมดูลเซลล์ฟิล์มบางซิลิคอนที่ไม่ใช่/ไมโครผลึกในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 60% เท่านั้น ผู้ผลิตเซลล์ CIGS หลักอยู่ที่เพียง 65% แน่นอนว่าปัญหาผลผลิตนั้น ตราบใดที่คุณพบผลิตภัณฑ์ฟิล์มบางคุณภาพระดับมืออาชีพที่เหมาะสม ก็จะสามารถแก้ปัญหาได้

III. ข้อดีของการผลิตพลังงานจากซิลิคอนผลึก

อัตราการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ของเซลล์ซิลิคอนผลึกสูงขึ้น และอัตราการแปลงของเซลล์ซิลิคอนผลึกในประเทศสูงถึง 17% ถึง 19% เทคโนโลยีแบตเตอรี่ซิลิคอนผลึกได้รับการพัฒนาให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ทำให้บริษัทต่างๆ ไม่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคบ่อยครั้ง การลงทุนในอุปกรณ์สำหรับเซลล์ซิลิคอนผลึกนั้นต่ำ และอุปกรณ์ในประเทศสามารถตอบสนองความต้องการส่วนใหญ่ของสายการผลิตเซลล์ได้แล้ว

ข้อดีอีกประการของเทคโนโลยีซิลิคอนผลึกคือกระบวนการผลิตที่ครบถ้วนสมบูรณ์ ในปัจจุบัน ผู้ผลิตเซลล์ซิลิคอนผลึกเดี่ยวส่วนใหญ่สามารถบรรลุอัตราผลผลิต 98% หรือมากกว่านั้น ในขณะที่อัตราผลผลิตของการผลิตเซลล์ซิลิคอนผลึกเดี่ยวก็สูงกว่า 95% เช่นกัน

IV. ข้อเสียของการผลิตพลังงานจากซิลิคอนผลึก

ห่วงโซ่อุตสาหกรรมมีความซับซ้อนและต้นทุนอาจไม่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ต้นทุนของวัตถุดิบผันผวนอย่างมาก และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตลาดระหว่างประเทศก็ผันผวนอย่างหนักสำหรับโพลีซิลิคอน นอกจากนี้ อุตสาหกรรมซิลิคอนยังเป็นอุตสาหกรรมที่ก่อมลพิษและใช้พลังงานสูง และมีความเสี่ยงต่อการปรับเปลี่ยนนโยบาย

สรุป

เซลล์ซิลิคอนผลึกส่วนใหญ่ทำจากวัสดุซิลิคอน ซึ่งประกอบด้วยเวเฟอร์ซิลิคอนโบรอนและออกซิเจน หลังจากแสงปรากฏขึ้นในระดับการสลายตัวที่แตกต่างกัน ยิ่งมีโบรอนและออกซิเจนในเวเฟอร์ซิลิคอนมากขึ้นในสภาวะการฉีดแสงหรือกระแสที่เกิดจากคอมเพล็กซ์โบรอนและออกซิเจน ขนาดของการลดอายุขัยก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนผลึก เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุซิลิคอน เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนอะมอร์ฟัสประเภทหนึ่ง การลดทอนเป็นศูนย์

ดังนั้นเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิคอนจึงมีประสิทธิภาพเสื่อมลงเมื่อใช้งานไปหลายปี ซึ่งไม่เพียงแต่ส่งผลกระทบต่อรายได้จากการผลิตไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังทำให้มีอายุการใช้งานสั้นลงด้วย เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางเป็นอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์รุ่นที่สองที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศพัฒนาแล้วทั่วโลก ในปัจจุบัน เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดนี้มีราคาแพงกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิคอนเล็กน้อย จึงไม่สามารถลดทอนพลังงานได้ อายุการใช้งานยาวนาน และมีคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมาย มูลค่าที่เกิดจากการใช้งานในระยะยาวจะสูงขึ้น