วัตถุ ประสงค์ของโครงการ

เพื่อ เป็นการต่อยอดเทคโนโลยีที่มีอยู่ในปัจจุบัน และพัฒนาประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ ให้สูงขึ้น

ถึง 18% (พื้นที่เซลล์ฯ 1 ตร.ซม.) ภายในปี พ.ศ. 2552

• เพื่อพัฒนาบุคลากร ระดับปริญญาตรี โท เอก สาขาเทคโนโลยีทางด้านการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์

ที่ปัจจุบันเป็นสาขาที่ขาดแคลน

• เพื่อถ่ายทอดเทคโนโลยีที่พัฒนาได้ไปสู่ภาคอุตสาหกรรม เพื่อทำให้ต้นทุนระบบเซลล์แสงอาทิตย์ลดลง

บท คัดย่อ

ปัจจุบัน ประเทศไทยยังต้องนำเข้าเซลล์แสงอาทิตย์จากต่างประเทศ กอปรกับประเทศไทยอยู่ในเขตร้อนชื้น

ทำให้ต้องเลือกใช้เซลล์แสงอาทิตย์ที่เหมาะกับการใช้ งานในเขตร้อน เนื่องจากประสิทธิภาพของเซลล์

แสงอาทิตย์จะลดลงตามอุณหภูมิใช้งาน ดังนั้นสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

จึงได้เริ่มโครงการวิจัยและพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ที่ เหมาะกับภูมิอากาศเขตร้อนชื้นขึ้นตั้งแต่ปี พ.ศ. 2541

โดยมีงบประมาณโครงการประมาณ 180 ล้านบาทและได้รับเงินสนับสนุนจากกองทุนเพื่อส่งเสริมการอนุรักษ์

พลังงาน สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงานเป็นวงเงินประมาณ 120 ล้านบาท

โดยมีวัตถุประสงค์และเป้าหมายโครงการฯ เพื่อวิจัยและพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไฮบริดที่เป็นเซลล์

ซ้อนระหว่างอะมอร์ฟัสซิลิคอน กับผลึกซิลิคอนแบบฟิล์มบาง ให้มีประสิทธิภาพเกินกว่า 10% ในพื้นที่เซลล์

ขนาด 3 ตร.ซม. และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพ 8% (ขนาด 70 ซม. X 120 ซม.) ทั้งนี้เพื่อสาธิตการ

ผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดดังกล่าว รวมไปถึงการใช้งานจริงในพื้นที่ โดยมีกำลังการผลิตเชิงสาธิตประมาณ 30

กิโลวัตต์ต่อปี เพื่อกระตุ้นให้เกิดอุตสาหกรรมการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นภายในประเทศ

ทางโครงการฯ เลือกใช้โครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไฮบริด ซึ่งเป็นเซลล์ซ้อนระหว่างอะมอร์ฟัส

ซิลิคอน กับไมโครคริสตัลไลน์ซิลิคอนแบบฟิล์มบาง และเลือกใช้แผ่นเหล็กไร้สนิมเป็นแผ่นฐานรอง ดังแสดงใน

รูปที่ 1 ด้วยเหตุผลหลายประการ คือ

• มีสัมประสิทธิ์ทางความร้อนประมาณ -0.27% ต่อองศา ซึ่งน้อยกว่าของแบบผลึก (-0.5% ต่อองศา)

• ต้นทุนในการผลิตต่ำ เนื่องจากใช้กระบวนการผลิตเหมือนอะมอร์ฟัสซิลิคอน

• ต้นทุนวัสดุต่ำ เนื่องจากเป็นแบบฟิล์มบาง ประกอบกับ ใช้ซิลิคอนอย่างเดียวเท่านั้น ทำให้ต้นทุนถูก

• ประสิทธิภาพสูง เนื่องจากสามารถดูดกลืนแสงได้กว้างกว่าอะมอร์ฟัสซิลิคอน รวมทั้งประสิทธิภาพ

ไม่เสื่อมลงมากเหมือนกับอะมอร์ฟัสซิลิคอนอย่างเดียว เนื่องจากประสิทธิภาพส่วนหนึ่งจะมาจาก

ส่วนที่เป็นผลึกฟิล์มบาง ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลง

ด้วยเหตุผลดังกล่าวข้างต้น ทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดนี้มีศักยภาพที่จะถูกพัฒนาให้เป็นเซลล์

แสงอาทิตย์ที่มีต้นทุนต่ำได้ จึงได้รับความนิยมจากหน่วยงานวิจัยภายในมหาวิทยาลัยและบริษัททั่วโลก

ปัจจุบันโครงการฯ สามารถพัฒนาเทคโนโลยีการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพประมาณ 15% (บน

พื้นที่ประมาณ 3 ตร.ซม.) เป็นผลสำเร็จ โดยใช้โครงสร้างแบบไฮบริดตามที่กล่าวมา ซึ่งเป็นประสิทธิภาพระดับ

โลกที่สามารถพัฒนาได้ในเวลานี้ (Thin Film Solar Cells Program in Japan, M. Konagai, Technical Digest

of the International PVSEC-14, Bangkok, Thailand 2004) นอกจากนี้ยังได้พัฒนาประสิทธิภาพของแผง

เซลล์แสงอาทิตย์ให้มีประสิทธิภาพ 8% และนับตั้งแต่กลางปี พ.ศ. 2546 เป็นต้นมา โครงการได้เข้าสู่การผลิต

เชิงสาธิต ขนาด 30 กิโลวัตต์ เพื่อส่งมอบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตได้ให้กับกระทรวงพลังงาน นำไปติดตั้งและ

ทดสอบการใช้งานต่อไป

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

คณะผู้ วิจัย

หัวหน้าโครงการ :     นายกอบศักดิ์ ศรีประภา
ผู้ร่วมวิจัย :     นายชาญณรงค์ ภิรมย์จิตร