วัตถุ ประสงค์ของโครงการ

เพื่อ พัฒนาต้นแบบสายการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไฮบริด โดยต่อยอดเทคโนโลยีจากเซลล์ขนาดเล็กที่ทำได้ในปัจจุบัน ด้วยการสร้างเครื่องจักรบางส่วนเพิ่มเติม เช่น เครื่องจักรที่ใช้ในการเคลือบฟิล์มบางซึ่งประกอบด้วยระบบเครื่องจักร PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) ระบบเครื่องจักร PVD (Physical Vapor Deposition) เครื่องกำเนิดแสงอาทิตย์เทียมและวัดประสิทธิภาพแผง (Solar Simulator) เครื่องเจาะลวดลายด้วยแสงเลเซอร์ (Laser Scriber) ฯลฯ ขึ้นภายในโรงงานต้นแบบที่ใช้งานในปัจจุบัน

เพื่อผลิตเซลล์แสงอาทิตย์รองรับความต้องการของหน่วย งานรัฐ เช่น ศูนย์การเรียนชุมชน สถานีอนามัย เป็นต้น

เพื่อสร้างความเชื่อมั่นในเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ ชนิดไฮบริดต่อภาคเอกชน ก่อนถ่ายทอดเทคโนโลยีไปสู่ภาคเอกชน

เพื่อใช้ทดลองเทคโนโลยีที่พัฒนาได้ในอนาคต ก่อนถ่ายทอดเทคโนโลยีที่พัฒนาได้ไปสู่ภาคอุตสาหกรรม

เพื่อลดต้นทุนเครื่องจักรลง 50% เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรที่นำเข้าจากประเทศ ซึ่งจะทำให้ต้นทุนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์โดยรวมลดลง (ผลผลอยได้จากการเพิ่มประสิทธิภาพ โดยใช้เทคโนโลยีไฮบริด)

บท คัดย่อ

โครงการ นี้ เป็นส่วนหนึ่งในการวิจัยและพัฒนาระบบเซลล์แสงอาทิตย์ต้นทุนต่ำของ สถาบันพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ หรือชื่อเดิม โครงการศูนย์เทคโนโลยีพลังงาน สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ เพื่อให้สามารถนำพลังงานเซลล์แสงอาทิตย์มาใช้แทนพลังงานที่มีอยู่ในปัจจุบัน ได้ ทั้งนี้ลักษณะโครงการวิจัยและพัฒนาต้นแบบสายการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด ไฮบริด ที่ขอรับการจัดสรรประมาณจากสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ นี้ เป็นการดำเนินงานเพื่อวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีต้นแบบสายการผลิตเซลล์แสง อาทิตย์ชนิดไฮบริดที่มีคุณสมบัติเหมาะสมในด้านต่างๆ กับประเทศไทย ซึ่งต่อยอดจากเทคโนโลยีจากเซลล์ขนาดเล็กที่ทำได้ในปัจจุบัน ด้วยการสร้างเครื่องจักรบางส่วนเพิ่มเติม โดยมุ่งหวังให้สามารถผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไฮบริดที่มีต้นทุนต่ำภายใน ประเทศได้ เนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไฮบริดนั้นจะได้ประสิทธิภาพสูงกว่าถึงสองเท่า ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องวิจัยและพัฒนาสายการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไฮบริ ด ที่มีขนาดเท่ากับของจริงที่มีอยู่ในตลาด ในอนาคต เทคโนโลยีการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไฮบริดนี้ที่พัฒนาภายในสายการผลิตนี้ สามารถถ่ายทอดไปสู่ภาคเอกชน ที่มีสายการผลิตอยู่แล้วได้ เพื่อเป็นการเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขัน และเป็นการลดต้นทุนการผลิต

ผลพลอยได้จากการวิจัยและพัฒนาในโครงการนี้คือ เทคโนโลยีการสร้างเครื่องจักรที่ใช้ในการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ ซึ่งถ้าสามารถสร้างขึ้นเองได้ภายในประเทศก็จะสามารถลดค่าใช้จ่ายในการผลิต เซลล์แสงอาทิตย์ได้อีกส่วนหนึ่ง ทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ถูกลง นอกจากนี้หากสามารถถ่ายทอดเทคโนโลยีไปสู่ภาคเอกชน ก็จะเกิดอุตสาหกรรมใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเครื่องจักรผลิตเซลล์แสง อาทิตย์ภายในประเทศ อีกทางหนึ่งด้วย และด้วยเหตุผลทางด้านความต้องการของหน่วยงานรัฐบาลที่มีความต้องการใช้เซลล์ แสงอาทิตย์เป็นจำนวนมากโดยการร้องขอมายังสถาบันพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานแสง อาทิตย์ที่ผ่านมานั้นมีประมาณ 36 เรื่อง และคาดว่าในอนาคตจำนวนเรื่องที่มีการร้องขอเข้ามาจะต้องมีมากกว่านี้แน่นอน ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากโครงการวิจัยและพัฒนาต้นแบบสายการผลิตเซลล์แสง อาทิตย์ชนิดไฮบริด จะสามารถตอบสนองต่อหน่วยงานเหล่านั้นได้ และอีกส่วนหนึ่งยังนำไปใช้ในส่วนของโครงการอื่นๆ เช่น โครงการวิจัยและพัฒนาการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าและน้ำร้อนด้วยพลังงานแสง อาทิตย์ และ โครงการวิจัยและพัฒนาการประยุกต์ใช้เซลล์แสงอาทิตย์เป็นส่วนประกอบของอาคาร เป็นต้น

ในปี พ.ศ. 2541 สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยการสนับสนุนจากกองทุนเพื่อส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน (สนพ.) ได้เริ่มโครงการวิจัยและพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ที่เหมาะกับภูมิอากาศเขตร้อน ชื้น โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่เหมาะ กับการใช้งานในประเทศ และมีศักยภาพในการลดต้นทุนการผลิต ซึ่งเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไฮบริดที่เป็นเซลล์ซ้อนระหว่างเซลล์แสงอาทิตย์ ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิคอน กับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางผลึกซิลิคอน ซึ่งปัจจุบันหลายหน่วยงานวิจัยในโลก กำลังให้ความสนใจกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดนี้อยู่ นอกจากนี้ ภายใต้โครงการฯ ดังกล่าวข้างต้น ยังมีการพัฒนาสายการผลิตขนาดย่อม (30 กิโลวัตต์ต่อปี) อีกด้วย ซึ่งจะเป็นการนำร่องเบื้องต้น ที่จะนำไปสู่การผลิตเชิงพาณิชย์ต่อไปในอนาคต ปัจจุบันโครงการดังกล่าว สามารถผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพประมาณ 15% ได้ ซึ่งเป็นประสิทธิภาพสูงลำดับแนวหน้าของโลก (Thin Film Solar Cells Program in Japan, M. Konagai, Technical Digest of the International PVSEC-14, Bangkok,Thailand 2004) นอกจากนี้ยังได้พัฒนาประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ให้มีประสิทธิภาพ 8% และนับตั้งแต่กลางปี พ.ศ. 2546 เป็นต้นมา โครงการฯ ได้เข้าสู่การผลิตเชิงสาธิต ขนาด 30 กิโลวัตต์ เพื่อส่งมอบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตได้ให้กับกระทรวงพลังงาน นำไปติดตั้งใช้งานต่อไป

ความสำเร็จดังกล่าวก็ยังไม่สามารถทำให้เอกชนมีความ เชื่อมั่นในเทคโนโลยีนี้ได้ เนื่องจากเซลล์มีขนาดเล็กและยังไม่มีต้นแบบสายการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เชิง พาณิชย์ที่สามารถสร้างความเชื่อมั่นให้กับภาคเอกชนได้ ดังจะเห็นได้จากตัวอย่างของการเจรจากับภาคเอกชน เรื่องการร่วมทุนหรือการอนุญาตให้ใช้สิทธิในเทคโนโลยี ซึ่งสามารถสรุปได้ว่า จะต้องมีต้นแบบสายการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นมาก่อนจึงจะได้รับความเชื่อ มั่นในเทคโนโลยี

จากประสบการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเซลล์แสง อาทิตย์ รวมไปถึงการเข้าไปช่วยเหลือภาคเอกชนทำงานที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเชิง พาณิชย์ การสร้างเครื่องจักรที่ผ่านมา ทำให้คณะผู้วิจัยมีความเชื่อมั่นในการวิจัยและพัฒนาต้นแบบสายการผลิตเซลล์ แสงอาทิตย์ชนิดไฮบริด โดยเน้นการต่อยอดจากเทคโนโลยีเดิมที่ใช้งานอยู่แล้วในปัจจุบัน ผ่านการทำงานร่วมกันระหว่างหน่วยงานภาครัฐ เอกชน และนักวิชาการ จะช่วยในการลดต้นทุนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ จะกระตุ้นให้เกิดอุตสาหกรรมการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ภายในประเทศให้มากขึ้น

ระยะ เวลาดำเนินโครงการ : 1 มีนาคม พ.ศ.2554 ถึง 30 กันยายน พ.ศ.2554

คณะผู้ วิจัย

หัวหน้าโครงการ :     นายกอบศักดิ์ ศรีประภา
ผู้ร่วมวิจัย :