กระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ เทคโนโลยีพลังงานสะอาดแห่งอนาคต

Key Takeaway

• แผงโซลาร์เซลล์ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และสร้างพลังงานสะอาดที่ไม่มีวันหมด ทำให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม อีกทั้งยังช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาวโดยการผลิตไฟฟ้าใช้เอง ลดภาระค่าไฟจากระบบส่วนกลาง และส่งเสริมการใช้พลังงานยั่งยืนในทุกภาคส่วน
• กระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์เริ่มจากการเตรียมซิลิคอนเวเฟอร์ และการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ผ่านการเคลือบและการทำให้เป็นโลหะ จากนั้นนำเซลล์มาประกอบเป็นแผง พร้อมทดสอบ และตรวจสอบคุณภาพเพื่อให้แผงมีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับใช้งาน
• เทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ประกอบด้วยการเคลือบสารป้องกันการสะท้อนแสงด้วยเทคนิค PECVD และการพิมพ์สกรีนอิเล็กโทรด (Electrode) โลหะบนเวเฟอร์ซิลิคอน พร้อมกระบวนการเผาเพื่อสร้างการสัมผัสไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงสุด
• EWAVE นำเสนอบริการครบวงจรในทุกด้านของโซลาร์เซลล์ ตั้งแต่การให้คำปรึกษา ออกแบบ ติดตั้ง ไปจนถึงบำรุงรักษา พร้อมใช้เทคโนโลยีที่ล้ำสมัยในกระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อให้คุณได้รับประสิทธิภาพสูงสุดและช่วยสร้างพลังงานสะอาดที่ยั่งยืนสำหรับอนาคต

การผลิตแผงโซลาร์เซลล์ถือเป็นหัวใจของการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานสะอาดที่มีบทบาทสำคัญต่ออนาคตที่ยั่งยืน กระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์เริ่มต้นจากการคัดเลือกวัตถุดิบคุณภาพสูง ไปจนถึงการประกอบเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่พร้อมใช้งาน ด้วยเทคโนโลยีล้ำสมัยในทุกขั้นตอน เพื่อให้ได้แผงที่มีประสิทธิภาพสูงสุดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งจะมีรายละเอียด ขั้นตอน และนวัตกรรมในการผลิตดังนี้

1. การเตรียมซิลิคอนเวเฟอร์

ขั้นตอนการเตรียมซิลิคอนเวเฟอร์ (Silicon Wafer) ถือเป็นจุดเริ่มต้นสำคัญในกระบวนการผลิตโซลาร์เซลล์ โดยเริ่มจากการสกัดซิลิคอนบริสุทธิ์สูงจากแร่ซิลิคอน และนำไปผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ เช่น การถลุง เพื่อเปลี่ยนให้เป็นซิลิคอนหลายผลึกหรือผลึกเดี่ยว จากนั้นบล็อกซิลิคอนที่ได้จะถูกหั่นเป็นแผ่นเวเฟอร์บางๆ ด้วยเทคนิคการเลื่อยที่แม่นยำ เพื่อนำไปใช้ในขั้นตอนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูง

2. การตรวจสอบและปรับสภาพเบื้องต้น

การตรวจสอบและปรับสภาพเบื้องต้นในกระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์เริ่มจากการตรวจเช็กคุณภาพของซิลิคอนเวเฟอร์ที่ได้ทำมาก่อนหน้า เช่น รอยร้าว ความหยาบผิว และคุณสมบัติไฟฟ้า เพื่อคัดกรองชิ้นที่เหมาะสม จากนั้นเข้าสู่ขั้นตอนการเตรียมพื้นผิวโดยใช้การกัดกร่อนแบบแอนไอโซโทรปิก (Iotropic) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับแสง ทั้งนี้ยังมีการทำความสะอาดอย่างละเอียดเพื่อให้เวเฟอร์พร้อมสำหรับการประกอบเซลล์แสงอาทิตย์

3. การสร้างพื้นผิว

ขั้นตอนการสร้างพื้นผิวในกระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์มีเป้าหมายเพื่อเพิ่มการดูดซับแสงให้ได้มากที่สุด โดยใช้การกัดกร่อนแบบแอนไอโซโทรปิกกับซิลิคอนเวเฟอร์ เพื่อสร้างพื้นผิวเป็นโครงสร้างพีระมิดขนาดเล็กที่ช่วยลดการสะท้อนแสง และเพิ่มการหักเห ทำให้แผงสามารถผลิตพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพขึ้น การใช้สารละลายด่างร้อนและการทำความสะอาดอย่างละเอียดเป็นส่วนสำคัญของขั้นตอนนี้ ดังนั้น การสร้างพื้นผิวจึงถูกให้ความสำคัญอย่างมากในกระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์

4. การทำความสะอาดด้วยกรด

การทำความสะอาดด้วยกรดถือเป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ โดยเริ่มจากการกำจัดชั้นซิลิคอนที่ผุพังบนเวเฟอร์ และการลบชั้นแก้วฟอสโฟซิลิเกตที่เกิดจากการแพร่กระจายด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก เพื่อให้พื้นผิวสะอาดพร้อมสำหรับการผลิตขั้นต่อไป รวมถึงการทำความสะอาดขอบเวเฟอร์เพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรซึ่งอาจเป็นอันตราย และนำไปสู่การเกิดอัคคีภัยได้

5. การแพร่กระจายสารเจือปน

การแพร่กระจายสารเจือปนเป็นขั้นตอนสำคัญในการสร้าง PN junction ซึ่งเป็นหัวใจหลักของการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ โดยใช้ฟอสฟอรัสออกซีคลอไรด์ (POCL3) และอุณหภูมิสูงในเตาเผาเพื่อแทรกซึมสารเจือปนเข้าสู่พื้นผิวเวเฟอร์ กระบวนการนี้ช่วยสร้างชั้นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n ที่เชื่อมกับชั้น p เดิม ส่งผลให้สามารถแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

6. การเคลือบสารป้องกันการสะท้อนแสง

การเคลือบสารป้องกันการสะท้อนแสง (Anti-Reflective Coating หรือ ARC) เป็นกระบวนการสำคัญที่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของการสร้างแผงโซลาร์เซลล์ โดยการลดการสะท้อนของแสงบนพื้นผิวซิลิคอนซึ่งอาจสูงถึง 35% วิธีการเคลือบสารนี้ในกระบวนการอุตสาหกรรมมักใช้เทคนิค PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 

ซึ่งเริ่มต้นจากการสร้างพลาสมาและนำก๊าซที่ใช้ทำปฏิกิริยา เช่น SiH4 (Silane) และ NH3 (ammonia) เข้าไปในห้องปฏิกิริยา ก๊าซเหล่านี้จะทำปฏิกิริยาเคมีในพลาสมาและก่อตัวเป็นฟิล์มบางของซิลิคอนไนไตรด์ (Silicon Nitride) ที่มีความหนาประมาณ 70 นาโนเมตร ฟิล์มนี้ช่วยลดการสะท้อนแสงและเพิ่มปริมาณแสงที่เซลล์แสงอาทิตย์สามารถดูดซับได้ ซึ่งส่งผลให้พลังงานที่ผลิตได้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นอย่างชัดเจน

7. การทำให้เป็นโลหะ

กระบวนการทำให้เป็นโลหะ (Metallization) ถือเป็นหัวใจสำคัญในการสร้างแผงโซลาร์เซลล์ โดยช่วยให้เซลล์แสงอาทิตย์สามารถนำกระแสไฟฟ้าที่ผลิตออกมาใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ เริ่มต้นด้วยการพิมพ์เพสต์โลหะ เช่น เพสต์เงินและเพสต์อลูมิเนียม ลงบนเวเฟอร์ซิลิคอนผ่านเทคนิคการพิมพ์สกรีน 

ซึ่งใช้ผ้าไหมสกรีนเพื่อวางตำแหน่งลวดลายอิเล็กโทรด หลังจากนั้นขั้นตอนการเผาจะช่วยสร้างการสัมผัสแบบโอห์มมิกที่ดีระหว่างโลหะและผลึกซิลิคอน รวมถึงทำให้ฟิล์มโลหะติดแน่นกับพื้นผิว ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้คือการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดและประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของเซลล์แสงอาทิตย์

8. การอบอ่อน

กระบวนการอบอ่อนในบริบทของการสร้างแผงโซลาร์เซลล์มักเกี่ยวข้องกับการใช้ความร้อนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ โดยกระบวนการนี้คล้ายกับขั้นตอนการเผา (Firing) หลังจากที่เพสต์โลหะ เช่น เงินหรืออะลูมิเนียมถูกพิมพ์ลงบนเวเฟอร์ซิลิคอน กระบวนการเผาจะช่วยเผาไหม้สารอินทรีย์ที่ตกค้าง สร้างการสัมผัสไฟฟ้าที่ดีระหว่างโลหะและซิลิคอน และทำให้ฟิล์มโลหะยึดติดแน่นกับพื้นผิว 

อุณหภูมิที่เหมาะสมในกระบวนการนี้ส่งผลต่อการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเซลล์และปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน ทั้งหมดนี้ทำให้การอบอ่อนหรือการเผาเป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์คุณภาพสูงที่พร้อมใช้งานในระบบพลังงานสะอาด

9. การประกอบเป็นแผงโซลาร์เซลล์

การประกอบเป็นแผงโซลาร์เซลล์คือขั้นตอนสุดท้ายในกระบวนการผลิตโซลาร์เซลล์ ที่เน้นการนำเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผ่านการผลิตและทดสอบมาเรียงและเชื่อมต่อกันอย่างละเอียด หลังจากนั้นจึงเข้าสู่ขั้นตอนสำคัญอย่างการห่อหุ้มและเคลือบด้วยวัสดุ เช่น โพลีเมอร์และแก้ว เพื่อป้องกันความเสียหายจากสิ่งแวดล้อมหรือแรงกระแทก 

การจัดวางเซลล์อย่างแม่นยำและการใช้วัสดุคุณภาพสูงช่วยให้แผงที่ได้มีความแข็งแรงและใช้งานได้ยาวนาน กระบวนการนี้เป็นหนึ่งในหัวใจสำคัญที่ทำให้แผงโซลาร์เซลล์พร้อมแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ไปสู่พลังงานสะอาดที่เราสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

10. การทดสอบและตรวจสอบคุณภาพ

กระบวนการทดสอบและตรวจสอบคุณภาพเป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการผลิตโซลาร์เซลล์ เพื่อให้มั่นใจว่าแผงโซลาร์เซลล์มีคุณภาพและประสิทธิภาพสูงสุด การตรวจสอบเริ่มต้นตั้งแต่วัตถุดิบอย่างเวเฟอร์ซิลิคอนที่ต้องผ่านการวัดค่าพารามิเตอร์ทางเทคนิค เช่น ความหยาบผิวและความต้านทาน ต่อด้วยการทดสอบเซลล์แสงอาทิตย์ภายใต้แสงแดดจำลองเพื่อประเมินประสิทธิภาพและจัดเรียงตามเกรดคุณภาพ 

การควบคุมคุณภาพในแต่ละขั้นตอนช่วยลดความผิดพลาดและคัดกรองชิ้นส่วนที่ไม่ได้มาตรฐาน ซึ่งนำไปสู่การผลิตแผงโซลาร์เซลล์ที่มีความน่าเชื่อถือและใช้งานได้ยาวนาน

สรุป

กระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์มีหลายขั้นตอนสำคัญ เช่น การเตรียมซิลิคอนเวเฟอร์คุณภาพสูง และการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยเทคนิคที่ทันสมัย อย่างการเคลือบสารป้องกันการสะท้อนแสง และการทำให้เป็นโลหะ เพื่อนำไปสู่การประกอบเป็นแผงที่มีประสิทธิภาพสูง หลังจากนั้นยังต้องผ่านการทดสอบ และตรวจสอบคุณภาพอย่างละเอียดในทุกขั้นตอน เพื่อให้ได้แผงโซลาร์เซลล์ที่ทนทานและพร้อมใช้งานในระบบพลังงานสะอาด 

EWAVE มอบบริการแบบครบวงจรในทุกเรื่องของโซลาร์เซลล์ ตั้งแต่ให้คำปรึกษา ออกแบบ ติดตั้ง จนถึงการบำรุงรักษา ให้คุณมั่นใจได้ในคุณภาพและความยั่งยืนของพลังงานแสงอาทิตย์ที่สร้างสรรค์เพื่ออนาคตที่ดีกว่าพร้อมทั้ง 6 บริการที่เราพร้อมดูแลคุณ Solar Panel Installation, Windmill Installation, Global Energy Network, Sun Energy Analytics รวมถึง Recycling Excess Energy