การเข้าชม: 0 ผู้แต่ง: บรรณาธิการเว็บไซต์ เวลาเผยแพร่: 10-07-2025 ที่มา: เว็บไซต์
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางใช้วัสดุพิเศษเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์พลังงานแสงอาทิตย์ที่เบาและโค้งงอได้ แผงเหล่านี้ไม่เหมือนกับแผงซิลิกอนทั่วไป แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางสามารถโค้งงอได้และมีน้ำหนักไม่มาก ทำให้เหมาะสำหรับสิ่งต่างๆ เช่น หลังคาโค้งหรือที่ชาร์จแบบพกพา แผงฟิล์มบางที่ยืดหยุ่นสามารถเป็นส่วนหนึ่งของวัสดุก่อสร้างหรือกรอบไฟได้ แผงซิลิกอนธรรมดาให้พลังงานมากขึ้นต่อกิโลกรัม แต่แผงฟิล์มบางจะดีกว่าเมื่อคุณต้องการน้ำหนักน้อยลงและมีความยืดหยุ่นมากขึ้น
| เมตริก | ค่า |
|---|---|
| ขนาดตลาดเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง (2022) | 4.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ |
| ขนาดตลาดที่คาดการณ์ (พ.ศ. 2573) | 15.1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ |
| อัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น (CAGR) (2566-2573) | 15.6% |
| การเปรียบเทียบการผลิตไฟฟ้า | แผงซิลิคอนแบบดั้งเดิมให้พลังงานต่อกิโลกรัมมากกว่าแผงฟิล์มบางถึง 18 เท่า |
| การเปรียบเทียบน้ำหนัก | แผงซิลิกอนแบบดั้งเดิมมีน้ำหนักมากกว่าแผงฟิล์มบางถึง 100 เท่า |
| ส่วนแบ่งการตลาดระดับภูมิภาคที่ใหญ่ที่สุด | เอเชียแปซิฟิก (นำโดย จีน อินเดีย ญี่ปุ่น เกาหลีใต้) |
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางทำงานได้ไม่ดีเท่าแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไป แต่ผู้คนยังคงชอบมันที่เบา โค้งงอ และใช้งานพิเศษ
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมีน้ำหนักเบาและสามารถโค้งงอได้ ทำให้เหมาะสำหรับหลังคาโค้งและอุปกรณ์พกพา นอกจากนี้ยังทำงานได้ดีกับการออกแบบพิเศษอีกด้วย
มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าในการทำและใส่มากกว่าแผงซิลิกอน แต่มักจะให้พลังงานน้อยลงและต้องการพื้นที่มากขึ้น
แผงฟิล์มบางมีหลายประเภท ซึ่งรวมถึงซิลิคอนอสัณฐาน แคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) และคอปเปอร์อินเดียมแกลเลียมซีลีไนด์ (CIGS) แต่ละประเภทมีจุดแข็งและต้นทุนของตัวเอง
แผงฟิล์มบางทำงานได้ดีกว่าแผงซิลิคอนในสภาพอากาศร้อนหรือมีเมฆมาก โดยจะสูญเสียพลังงานน้อยลงเมื่ออากาศอุ่นหรือสลัว
แผงฟิล์มบางส่วนใหญ่จะมีอายุ 10 ถึง 20 ปี ซึ่งสั้นกว่า 25 ถึง 30 ปีสำหรับแผงซิลิกอน
ใส่ง่ายกว่าและถูกกว่าเพราะเบาและยืดหยุ่น ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนแรงงานและการติดตั้ง
เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางมีการเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในเอเชียแปซิฟิก แนวคิดใหม่ๆ ช่วยให้ทำงานได้ดีขึ้นและมีค่าใช้จ่ายน้อยลง
แผงฟิล์มบางจะดีที่สุดเมื่อน้ำหนัก รูปร่าง หรือราคามีความสำคัญมากกว่ากำลังไฟหรืออายุการใช้งานที่ยาวนาน
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางใช้วัสดุพิเศษในการจับแสงแดดและผลิตไฟฟ้า ผู้ผลิตวางวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์เป็นชั้นบางๆ บนกระจก พลาสติก หรือโลหะ ชั้นเหล่านี้บางกว่าแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนในแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปมาก โมดูลฟิล์มบางสามารถโค้งงอและพอดีกับพื้นผิวโค้งหรือพื้นผิวเบาได้ ช่วยให้พวกมันทำงานได้หลายอย่าง เช่น หลังคา อุปกรณ์พกพา และยานพาหนะ
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมีหลายประเภท บางชนิดใช้ซิลิคอนอสัณฐาน บางชนิดใช้แคดเมียมเทลลูไรด์หรือคอปเปอร์อินเดียมแกลเลียมซีลีไนด์ แต่ละประเภทก็มีข้อดีและข้อเสีย แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางส่วนใหญ่จะทำงานได้ไม่ดีเท่ากับแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไป แต่มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าและมีน้ำหนักน้อยกว่า เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางช่วยให้ผู้คนออกแบบได้อย่างยืดหยุ่นและมีน้ำหนักเบา
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางไม่เหมือนกับแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไป แผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปใช้เวเฟอร์ซิลิคอนที่มีความหนาและแข็ง แผงเหล่านี้มีน้ำหนักมากและต้องการการรองรับที่แข็งแกร่ง แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางใช้ชั้นบางๆ จึงมีน้ำหนักเบาและสามารถโค้งงอได้ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาทำงานในรูปแบบและสถานที่ต่างๆ
| นำเสนอแผง | โซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางแผง | โซลาร์เซลล์แบบดั้งเดิม (โมโนคริสตัลไลน์) |
|---|---|---|
| ประสิทธิภาพ | ต่ำกว่ามากถึง 18% (แตกต่างกันไปตามวัสดุ) | สูงกว่าปกติ 20%+ |
| ค่าใช้จ่ายล่วงหน้า | ต่ำกว่าประมาณ. 0.50 ถึง 1 เหรียญสหรัฐฯ ต่อวัตต์ | การลงทุนล่วงหน้าที่สูงขึ้น |
| อายุการใช้งาน | สั้นกว่า 10-20 ปี | อีกต่อไป 25-30 ปี |
| ความต้องการพื้นที่ | ต้องการพื้นที่มากขึ้นเนื่องจากประสิทธิภาพลดลง | ต้องการพื้นที่น้อยลงเนื่องจากประสิทธิภาพที่สูงขึ้น |
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมักจะมีประสิทธิภาพประมาณ 10-12% โมดูลฟิล์มบางขั้นสูงบางโมดูลมีการใช้งานถึง 29.1% ในห้องปฏิบัติการ ในชีวิตจริง เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางทำงานได้ดีกว่าในที่ร้อนหรือสลัว แผงฟิล์มบางจะสูญเสียพลังงานน้อยลงเมื่อได้รับความร้อน สามารถสร้างพลังงานได้มากกว่าแผงซิลิกอน 1-3% ในสภาพอากาศร้อน แผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปสามารถรักษาพลังงานได้มากกว่า 90% หลังจากผ่านไป 25 ปี พวกมันทำงานได้ดีที่สุดในสถานที่มั่นคงและมีแสงแดดจ้า
หลายๆ คนเลือกใช้แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางเพื่อประโยชน์พิเศษ เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางให้แผงแสงและโค้งงอซึ่งพอดีกับที่แผงทั่วไปไม่สามารถทำได้ โมดูลแบบฟิล์มบางมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าในการสร้างและตั้งค่า ราคารวมของระบบอยู่ระหว่าง 2,000 ถึง 8,800 เหรียญสหรัฐ พวกเขายังสร้างมลภาวะน้อยลงเมื่อถูกสร้างขึ้น
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางทำงานได้ดีในสภาพแสงร้อนหรือแสงเปลี่ยนแปลง เหมาะสำหรับโครงการขนาดใหญ่ พื้นที่โค้ง และการใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบพกพา แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางต้องการพื้นที่มากขึ้นและอาจมีอายุการใช้งานไม่นานเท่ากับแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไป แต่รูปร่างที่โค้งงอและราคาที่ต่ำกว่าทำให้พวกมันเป็นตัวเลือกที่ชาญฉลาดสำหรับงานพิเศษมากมาย
เคล็ดลับ: แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางจะดีที่สุดเมื่อน้ำหนัก ความโค้งงอ หรือราคามีความสำคัญมากกว่าการได้รับพลังงานสูงสุด
แหล่งที่มาของภาพ: พิกเซล
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางมีหลายประเภทหลักๆ แต่ละประเภทใช้วัสดุของตัวเองและมีคุณสมบัติพิเศษ ชนิดที่พบมากที่สุดคือซิลิคอนอสัณฐาน แคดเมียมเทลลูไรด์ และคอปเปอร์อินเดียมแกลเลียมเซเลไนด์ เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางเหล่านี้ทำให้ผู้คนมีทางเลือกสำหรับความต้องการที่แตกต่างกัน
ซิลิคอนอสัณฐานเป็นหนึ่งในเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางที่เก่าแก่ที่สุด ผู้ผลิตใช้ซิลิคอนไร้ผลึกชั้นบางๆ สำหรับเซลล์เหล่านี้ วัสดุนี้ดูดซับแสงแดดได้ดีถึงแม้จะบางมากก็ตาม เซลล์ซิลิคอนอสัณฐานมีน้ำหนักเบาและสามารถโค้งงอได้ ทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์พกพาและสถานที่โค้ง
ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบาง a-Si นั้นอยู่ที่ประมาณ 5% ถึง 12 % มีอายุประมาณ 15 ปี ซึ่งไม่นานเท่ากับชนิดอื่นๆ เซลล์เหล่านี้มีราคาถูกในการผลิตและใช้วัสดุทั่วไปที่ปลอดภัย แต่ใช้ไม่ได้ผลเท่ากับฟิล์มบางประเภทอื่นๆ เอฟเฟกต์ Staebler-Wronski ทำให้ประสิทธิภาพลดลงหลังจากอยู่กลางแสงมาระยะหนึ่ง
| ประเภทเซลล์แสงอาทิตย์ | ช่วงประสิทธิภาพ | ความทนทาน/ต้นทุน | ความเสถียร |
|---|---|---|---|
| ซิลิคอนอสัณฐาน | 5-7% | ปานกลาง | ต่ำ |
| ซีดีที | 16-18% | สูง | ปานกลาง |
| ซีไอจีเอส | 15-20% | สูง | สูง |
หมายเหตุ: เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางชนิดซิลิคอนอสัณฐานเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่ยืดหยุ่นและราคาถูก แต่มีอายุการใช้งานไม่นานเท่ากับชนิดอื่นๆ
แคดเมียมเทลลูไรด์เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางทั่วไปอีกชนิดหนึ่ง เซลล์ CdTe ใช้แคดเมียมเทลลูไรด์เป็นชั้นบางๆ เพื่อจับแสงแดด เซลล์เหล่านี้ทำงานได้ดีกว่าเซลล์ a-Si และใช้ในโซลาร์ฟาร์มขนาดใหญ่
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางของ CdTe สามารถเข้าถึงได้ ประสิทธิภาพ 16% ถึง 18% ในผลิตภัณฑ์จริง การทดสอบในห้องปฏิบัติการบางรายการแสดงให้เห็นประสิทธิภาพมากกว่า 21% ด้วยการบำบัดคลอไรด์แบบพิเศษ การรักษาเหล่านี้ช่วยให้ชั้นต่างๆ ทำงานร่วมกันได้ดีขึ้น เซลล์ CdTe มีความแข็งแรงและสามารถอยู่ได้นานถึง 25 ปี
เซลล์แสงอาทิตย์ CdTe มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่เหนือกว่า ทนต่อการกัดกร่อนของเกลือได้ดีเยี่ยม และมีเสถียรภาพอย่างน่าทึ่งในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและมีความเค็มสูง
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางของ CdTe มีราคาถูกกว่าเซลล์ CIGS เนื่องจากผลิตได้ง่ายกว่า แต่แคดเมียมเป็นพิษจึงต้องจัดการและรีไซเคิลอย่างปลอดภัย
เคล็ดลับ: เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางของ CdTe เหมาะสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ เนื่องจากมีประสิทธิภาพและต้นทุนในการผลิตน้อยกว่า
คอปเปอร์ อินเดียม แกลเลียม เซเลไนด์ ขึ้นชื่อในด้านประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นสูง เซลล์ CIGS ใช้ทองแดง อินเดียม แกลเลียม และซีลีเนียมเป็นวัสดุหลัก การผสมผสานนี้ช่วยให้สามารถเปลี่ยน bandgap ซึ่งช่วยให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางของ CIGS สามารถเข้าถึงได้ ประสิทธิภาพ 20.3% ถึง 22.6% ทั้งในรูปแบบยืดหยุ่นและแข็ง ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดคือประมาณ 28% เซลล์เหล่านี้ทำงานได้ดีในที่มีแสงน้อย และสามารถทำเป็นแผงแสงที่โค้งงอได้สำหรับงานพิเศษ
แต่เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางของ CIGS มีค่าใช้จ่ายในการผลิตสูงกว่า เนื่องจากใช้องค์ประกอบที่หายากและต้องมีขั้นตอนที่ยุ่งยากในการสร้าง แม้ว่าจะมีราคาสูงกว่า แต่เซลล์ CIGS ก็มีความเสถียรและเหมาะสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็กและเบา
| ประเภทเซลล์แสงอาทิตย์ | ช่วงประสิทธิภาพเชิงประจักษ์ | ประสิทธิภาพทางทฤษฎี | ปัจจัยด้านต้นทุนหลักและความท้าทาย |
|---|---|---|---|
| ซีไอจีเอส | 20.3% ถึง 22.6% | มากถึง ~28% | ต้นทุนสูงเนื่องจากมีธาตุหายากและการผลิตที่ซับซ้อน |
หมายเหตุ: เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางของ CIGS มีประสิทธิภาพและยืดหยุ่น ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์พลังงานแสงอาทิตย์ขั้นสูงและพกพาได้
เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ใช้วัสดุที่มีคาร์บอนเพื่อผลิตไฟฟ้าจากแสงแดด เซลล์เหล่านี้มีความพิเศษเนื่องจากสามารถพิมพ์บนแผ่นโค้งงอได้ แผง OPV มีน้ำหนักเบาและสามารถทำได้หลายสี ผู้คนใช้สิ่งเหล่านี้บนหน้าต่าง เป้สะพายหลัง และแม้แต่เสื้อผ้า เซลล์ OPV ทำงานในที่มีแสงสลัวและมีรูปร่างและสีต่างกัน แต่พวกมันไม่ได้ให้พลังงานมากเท่ากับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอื่น แผง OPV ส่วนใหญ่มีประสิทธิภาพเพียง 3% ถึง 11% เท่านั้น อีกทั้งยังมีอายุการใช้งานไม่นานเท่ากับแผ่นฟิล์มบางอื่นๆ น้ำและแสงแดดสามารถทำลายชิ้นส่วนอินทรีย์เมื่อเวลาผ่านไป
เซลล์ฟิล์มบางของแกลเลียมอาร์เซไนด์ใช้แกลเลียมและสารหนูร่วมกัน เซลล์เหล่านี้ขึ้นชื่อว่ามีประสิทธิภาพมาก เซลล์ GaAs สามารถเข้าถึงได้ถึง ประสิทธิภาพ 47.1% ด้วยการออกแบบพิเศษและหัวบีบ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับภารกิจดาวเทียมและอวกาศ ยังใช้ในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูงอีกด้วย เซลล์ฟิล์มบางของ GaAs ทำงานได้ดีในแสงสลัวและเมื่อมีความร้อน พวกมันยังคงผลิตพลังงานได้แม้ในขณะที่แผงอื่นๆ ทำงานช้าลง
แต่เซลล์ฟิล์มบางของ GaAs มีราคาสูงกว่าเซลล์ชนิดอื่นมาก วัสดุและเครื่องมือในการทำมีราคาแพง ราคาอาจสูงกว่าเซลล์ซิลิคอนถึงสิบเท่า ด้วยเหตุนี้ ผู้คนจึงใช้สิ่งเหล่านี้สำหรับงานพิเศษที่ประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญที่สุดเท่านั้น
ความร้อนยังสามารถทำร้ายเซลล์สุริยะของ GaAs ได้ หากได้รับความร้อนถึง 350°C เป็นเวลาสี่ชั่วโมง พลังงานจะสูญเสียไปบางส่วน ตารางด้านล่างแสดงให้เห็นว่าตัวเลขเปลี่ยนแปลงก่อนและหลังกระบวนการนี้อย่างไร:
| พารามิเตอร์ | ก่อนการประมวลผล | หลังการประมวลผล |
|---|---|---|
| แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) [mV] | 783.0 | 741.8 |
| กระแสไฟฟ้าลัดวงจร (Isc) [mA] | 3.190 | 2.989 |
| แรงดันไฟฟ้าที่ MPP (Vmpp) [mV] | 600.5 | 480.6 |
| กระแสที่ MPP (Impp) [mA] | 2.821 | 2.300 |
| กำลังไฟฟ้าที่ MPP (Pmpp) [mW] | 1.694 | 1.105 |
| ปัจจัยการเติม (FF) | 0.678 | 0.274 |
หมายเหตุ: เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางของ GaAs มีประสิทธิภาพสูงสุด แต่มีราคาสูงและไม่ชอบความร้อน ทำให้ดีที่สุดสำหรับพื้นที่และการใช้งานพิเศษ
ทั้ง OPV และ GaAs เป็นเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางชนิดพิเศษ OPV มอบวิธีใหม่ในการออกแบบและใช้แผงโซลาร์เซลล์ GaAs เป็นผู้นำในการสร้างพลังและทำงานได้ดี ประเภทเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางสามารถนำไปใช้ได้หลายอย่าง ตั้งแต่อุปกรณ์ที่สวมใส่ได้ไปจนถึงการเดินทางในอวกาศ
เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางใช้วิธีการพิเศษในการทำแผง กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยฐานที่เรียกว่าสารตั้งต้น ฐานนี้อาจเป็นแก้ว โลหะ หรือพลาสติกที่โค้งงอได้ ผู้ผลิตเพิ่มวัสดุพิเศษเป็นชั้นบางๆ ด้านบน วัสดุเหล่านี้ประกอบด้วยแคดเมียมเทลลูไรด์ คอปเปอร์อินเดียมแกลเลียมเซเลไนด์ หรือซิลิคอนอสัณฐาน ชั้นต่างๆ มีความบางมาก มีความหนาเพียงไม่กี่ร้อยนาโนเมตรถึงไม่กี่ไมครอน ซึ่งบางกว่าแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปที่ใช้มาก
การสร้างเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางนั้นง่ายกว่าและใช้ทรัพยากรน้อยกว่าการผลิตแผงซิลิคอน โรงงานใช้สเปรย์ไพโรไลซิส การสะสมไอ หรือการพิมพ์เพื่อเพิ่มชั้น วิธีการเหล่านี้ช่วยลดต้นทุนและให้บริษัทต่างๆ สร้างแผงได้จำนวนมากในคราวเดียว ความก้าวหน้าใหม่ ได้แก่ การสร้างเซลล์แกลเลียมอาร์เซไนด์ในปริมาณมาก และเซลล์ Perovskite Tandem ใหม่ ประเภทใหม่เหล่านี้สามารถบรรลุประสิทธิภาพที่สูงขึ้น
ตารางด้านล่างแสดงข้อเท็จจริงที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีการสร้างแผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบาง:
| ด้านภาพ | รายละเอียด |
|---|---|
| ความหนาของชั้นฟิล์มบาง | ไม่กี่ร้อยนาโนเมตรถึงไม่กี่ไมครอน |
| ประเภทของพื้นผิว | แก้ว โลหะ พลาสติกยืดหยุ่นได้ |
| วัสดุทั่วไป | แคดเมียม เทลลูไรด์ (CdTe), คอปเปอร์ อินเดียม แกลเลียม เซเลไนด์ (CIGS), ซิลิคอนอสัณฐาน (a-Si) |
| กระบวนการผลิต | เรียบง่ายและใช้ทรัพยากรน้อยกว่าแผงคริสตัลลีนซิลิคอน |
| เหตุการณ์สำคัญด้านประสิทธิภาพ | เซลล์ฟิล์มบาง GaAs >30% (2022), เซลล์ตีคู่ Perovskite-on-silicon 28% (2023) |
| ขนาดตลาด (2566) | 15,367.68 ล้านเหรียญสหรัฐ |
| CAGR ที่คาดการณ์ไว้ (พ.ศ. 2567-2574) | 8.20% |
| ผู้ผลิตชั้นนำ | , First Solar, Hanergy Holding Group, MiaSolé, Solaronix |
| ความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม | ความเป็นพิษของ CdTe ความพร้อมของทรัพยากรของอินเดียมและแกลเลียม ความท้าทายในการรีไซเคิล |
| ความก้าวหน้าทางการผลิตล่าสุด | การผลิตจำนวนมากของเซลล์ GaAs, เซลล์ Perovskite Tandem, แผงสองหน้าสำหรับ BIPV |
| ส่วนตลาด | การติดตั้งบนหลังคาเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมมีอิทธิพลเหนือ |
| การสนับสนุนจากรัฐบาล | เงินทุน DOE 120 ล้านดอลลาร์สำหรับการวิจัยและพัฒนา (2021) |
| การเจริญเติบโตในระดับภูมิภาค | อเมริกาเหนือเติบโตอย่างรวดเร็วเนื่องจากการปรับปรุงประสิทธิภาพและการเจาะตลาด |
เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางมีความพิเศษเพราะทำให้แผงมีน้ำหนักเบา ยืดหยุ่น และครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ได้ วัสดุใหม่และวิธีที่จะทำให้พวกมันออกมาอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางจึงพัฒนาขึ้นเรื่อยๆ
เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางทำให้แผงมีคุณสมบัติทางกายภาพพิเศษ แผงเหล่านี้เบาและบางกว่าแผงทั่วไปมาก แผงฟิล์มบางหลายแผ่นสามารถโค้งงอหรืองอได้ ทำให้เหมาะสำหรับหลังคาโค้งหรือสิ่งของพกพา
นักวิทยาศาสตร์ใช้การทดสอบที่แตกต่างกันเพื่อตรวจสอบแผงฟิล์มบาง:
การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD) แสดงโครงสร้างผลึกและเฟสของชั้นต่างๆ
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) จะแสดงรูปร่างและขนาดของอนุภาคของฟิล์ม
การวัดด้วยแสงจะค้นหาช่องว่างของแถบซึ่งจะบอกว่าวัสดุรับแสงแดดได้ดีเพียงใด
การทดสอบทางไฟฟ้าจะวัดว่าประจุเคลื่อนที่ผ่านวัสดุได้ง่ายเพียงใด
ตัวชี้วัดประสิทธิภาพเช่น ประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน (PCE) และอัตราการรวมตัวกันของผู้ให้บริการแสดงให้เห็นว่าแผงทำงานได้ดีเพียงใด
เครื่องมือจำลองช่วยปรับปรุงการออกแบบโดยการทดสอบความหนาและวัสดุของชั้นต่างๆ
โมเดลการเรียนรู้ของเครื่องคาดการณ์ว่าการเปลี่ยนแปลงในวัสดุจะส่งผลต่อประสิทธิภาพอย่างไร
แผงฟิล์มบางบางชนิดใช้วัสดุที่ปลอดภัยและมีความคล่องตัวสูง เช่น WS2 และ Cu2O วัสดุเหล่านี้ช่วยให้ประจุเคลื่อนที่ได้ดีขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ การวิเคราะห์โครงสร้างของแถบความถี่แสดงให้เห็นว่าการออกแบบบางอย่าง เช่น การดัดงอแถบที่มีลักษณะคล้ายหนามแหลม สามารถลดการสูญเสียพลังงานและช่วยให้แผงทำงานได้ดีขึ้น
เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางได้รับการพัฒนาให้ดีขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ค้นพบวิธีใหม่ๆ ในการทดสอบและออกแบบวัสดุ คุณสมบัติทางกายภาพพิเศษของแผงฟิล์มบางทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์หลายโครงการ
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางสามารถมีระดับประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน วัสดุในแผงจะเปลี่ยนปริมาณแสงแดดที่กลายเป็นไฟฟ้า แผงฟิล์มบางบางชนิด เช่น แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) สามารถเข้าถึงได้ ประสิทธิภาพ 25.1% ในห้องปฏิบัติการ แผงแคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) มีประสิทธิภาพประมาณ 19.5% ถึงโมดูลทองแดง อินเดียม แกลเลียม เซเลไนด์ (CIGS) แล้ว 19.64% ในการทดสอบภาคสนาม แผงซิลิคอนอสัณฐาน (a-Si) มักจะมีประสิทธิภาพต่ำกว่าประมาณ 12.3% ตัวเลขเหล่านี้แสดงว่าแผงฟิล์มบางบางครั้งอาจเข้ากันกับแผงทั่วไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวัสดุใหม่
| เทคโนโลยีฟิล์มบาง (%) | ช่วงประสิทธิภาพ | เงื่อนไขการทดสอบและหมายเหตุ |
|---|---|---|
| GaAs (ฟิล์มบาง) | 25.1 ± 0.8 | ยืนยันภายใต้ AM1.5, 1000 W/m², 25°C, FhG-ISE (11/17) |
| CdTe (ฟิล์มบาง) | 19.5 ± 1.4 | ยืนยันภายใต้ AM1.5, 1000 W/m², 25°C, NREL (9/21) |
| CIGS (ปลอดซีดี) | 19.2 ± 0.5 | ยืนยันภายใต้ AM1.5, 1000 W/m², 25°C, AIST (1/17) |
| a-Si/nc-Si (ตีคู่) | 12.3 ± 0.3 | ยืนยันภายใต้ AM1.5, 1000 W/m², 25°C, ESTI (9/14) |
แผงฟิล์มบางทำงานได้ดีเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับวัสดุและวิธีการผลิต บริษัทบางแห่ง เช่น Avancis ได้สร้างโมดูล CIGS ที่มีประสิทธิภาพเกือบ 20% นี่แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีฟิล์มบางเริ่มดีขึ้น
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมักจะทำงานได้ดีกว่าแผงทั่วไปในที่ร้อนหรือสลัว นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบว่าแผงเหล่านี้ทำงานอย่างไรในอุณหภูมิและแสงที่แตกต่างกัน นี่คือสิ่งสำคัญที่พวกเขาพบ:
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางที่ใช้ Kesterite เช่น CZTS และ CZTSe จะเปลี่ยนแปลงเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง
ความหนาของชั้นต่างๆ เช่น Mo(S,Se)2 เปลี่ยนแปลงตามความร้อน สิ่งนี้จะเปลี่ยนวิธีการทำงานของแผงควบคุม
การสร้างแผงที่อุณหภูมิที่เหมาะสมจะช่วยสร้างชั้นที่ดีขึ้น ทำให้มีประสิทธิภาพและแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น
แผงบางส่วนเช่น CZTSe มาถึงแล้ว ประสิทธิภาพ 12.6% เมื่อนักวิทยาศาสตร์ควบคุมชั้นและความร้อน
แผงฟิล์มบางจับความร้อนและแสงได้ดี จึงทำงานในจุดที่แผงอื่นๆ สูญเสียพลังงาน
การควบคุมอุณหภูมิและชั้นภายในแผงช่วยให้มีเสถียรภาพ
หมายเหตุ: แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางยังคงผลิตไฟฟ้าได้แม้ในขณะที่อากาศร้อนหรือมีเมฆมาก ทำให้เหมาะสำหรับสถานที่ที่สภาพอากาศเปลี่ยนแปลง
ผู้คนมักถามว่า 'พวกมันทำปฏิกิริยากับความร้อนสูงได้อย่างไร' แผงฟิล์มบางมักจะสูญเสียพลังงานความร้อนน้อยกว่าแผงซิลิคอนทั่วไป สิ่งนี้ทำให้พวกมันมีประโยชน์ในสถานที่อบอุ่น
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมีอายุการใช้งานได้นานแค่ไหนนั้นขึ้นอยู่กับวัสดุและคุณภาพ แผงฟิล์มบางส่วนใหญ่จะมีอายุ 10 ถึง 20 ปี ซึ่งเป็นเวลาน้อยกว่า 25 ถึง 30 ปีสำหรับแผงโมโนคริสตัลไลน์หรือโพลีคริสตัลไลน์ คนมักถามว่า 'ใช้ได้นานแค่ไหน?' คำตอบขึ้นอยู่กับสถานที่และคุณภาพของแผง
| ประเภทแผงโซลาร์เซลล์ | อายุการใช้งานโดยทั่วไป (ปี) | อัตราการเสื่อมสภาพต่อปี (%) | หมายเหตุเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพและช่องโหว่ |
|---|---|---|---|
| ฟิล์มบาง (รวมถึงซิลิคอนอสัณฐาน) | 10 ถึง 20 | สูงกว่าผลึก (ไม่ได้ระบุอัตราที่แน่นอน) | มีความเสี่ยงต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อมมากขึ้น อายุการใช้งานสั้นลง |
| โมโนคริสตัลไลน์ | 25+ | 0.3 ถึง 0.5 | ประสิทธิภาพสูงสุด คงประสิทธิภาพ 80-92% หลังจาก 25 ปี |
| โพลีคริสตัลไลน์ | 25 ถึง 30 | 0.79 ถึง 1.67 | การย่อยสลายเร็วกว่าโมโนคริสตัลไลน์เล็กน้อย คุ้มค่า |
แผงฟิล์มบางสึกหรอเร็วกว่าแผงคริสตัลไลน์ พวกเขามีแนวโน้มที่จะได้รับความเสียหายจากสภาพอากาศและสิ่งอื่น ๆ ผู้คนควรคำนึงถึงอายุการใช้งานก่อนที่จะเลือกแผงฟิล์มบางสำหรับโปรเจ็กต์
แคดเมียม เทลลูไรด์(CdTe) ระบบกระจกไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบาง แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมีราคาถูกกว่าแผงโซลาร์เซลล์ตั้งแต่เริ่มต้น ผู้ผลิตใช้วัสดุน้อยลงและมีขั้นตอนง่ายๆ ราคาจึงยังคงอยู่ต่ำ แผงเหล่านี้มีน้ำหนักเบาและโค้งงอ ซึ่งหมายความว่าคุณต้องการฮาร์ดแวร์น้อยลงและทำงานน้อยลง ราคารวมสำหรับวัสดุและการตั้งค่าต่ำกว่าสำหรับงานจำนวนมาก
การใช้แผ่นฟิล์มบาง วัสดุราคาถูกกว่า ซึ่งมักมีราคาต่ำกว่า 100 ดอลลาร์ต่อตารางเมตร.
ชิ้นส่วนที่ผลิตไฟฟ้ามีราคาประมาณ 5 ดอลลาร์ต่อตารางเมตร
ส่วนอื่นๆ เช่น สายไฟและขั้วต่อ จะเพิ่มประมาณ 39 ดอลลาร์ต่อตารางเมตร
ราคาของฐานสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่จะลดลงเมื่อมีการสร้างแผงเพิ่มเติม
| ต้นทุนส่วนประกอบ | ต้นทุนต่อตารางเมตร (USD) | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ต้นทุนวัสดุทั้งหมด | < $100 | แสดงถึงต้นทุนวัสดุโดยรวมสำหรับโมดูลฟิล์มบาง |
| วัสดุที่ใช้งานอยู่ | ~$5 | ต้นทุนสำหรับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้งานในการแปลงพลังงาน |
| วัสดุที่ไม่ใช้งาน | ~$39 | รวมถึงสารห่อหุ้ม โพแตนท์ บัสบาร์ สายไฟ ขั้วต่อ สารตั้งต้น ฯลฯ |
| ต้นทุนพื้นผิว | ตัวแปร | ต้นทุนวัสดุพิมพ์ (เช่น กระจกเคลือบดีบุกออกไซด์) คาดว่าจะลดลงตามการเติบโตของปริมาณ |
แผงซิลิกอนธรรมดามีราคาสูงกว่าในตอนแรก พวกเขาทำงานได้ดีขึ้นและใช้งานได้นานขึ้น ความแตกต่างของราคาเริ่มน้อยลงเมื่อแผงซิลิกอนดีขึ้น แผงฟิล์มบางอาจต้องใช้แผงเพิ่มเพื่อให้มีพลังงานเท่ากับแผงซิลิกอน สิ่งนี้สามารถเปลี่ยนต้นทุนเริ่มต้นทั้งหมดได้
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางติดตั้งง่าย มีน้ำหนักเบา คุณจึงเคลื่อนย้ายและจัดวางได้ง่าย แม้แต่หลังคาที่อ่อนแอก็สามารถยึดมันไว้ได้ ผู้ติดตั้งจะเสร็จเร็วขึ้นเนื่องจากแผงโค้งงอและต้องการการรองรับน้อยลง ซึ่งหมายความว่าคุณจะจ่ายน้อยลงสำหรับงานและชิ้นส่วนติดตั้ง
ระบบออนกริดเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดเนื่องจากมีลิงก์กริดและกฎที่เป็นประโยชน์
ระบบนอกกริดนั้นยากกว่าในสถานที่ห่างไกล แต่แบตเตอรี่ใหม่และระบบไฮบริดก็ช่วยได้
แผงฟิล์มบางเหมาะกับหลายสถานที่ เช่น บ้าน ธุรกิจ และโครงการขนาดใหญ่
บางระบบมาพร้อมกับแผง อินเวอร์เตอร์ และอุปกรณ์ยึด ทำให้การตั้งค่าง่ายและราคาถูกลง
กฎท้องถิ่นและสายไฟส่งผลต่อความง่ายในการติดตั้งและราคาถูก
แผงฟิล์มบางบางชนิด เช่น CIGS มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าในการผลิตและต้องใช้เครื่องมือพิเศษและแรงงานที่มีทักษะ วัสดุหายากยังสามารถเพิ่มต้นทุนและทำให้การจัดหาเสบียงยากขึ้น แต่วิธีการใหม่ๆ เช่น การผลิตแบบม้วนต่อม้วนและหุ่นยนต์ จะช่วยลดต้นทุนและทำให้การตั้งค่าง่ายขึ้น
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางสามารถประหยัดเงินได้ โดยเฉพาะในสถานที่ร้อนหรือมีแดดจัด การศึกษาแสดงให้เห็นว่าแผงฟิล์มบางของ CIGS จ่ายเองได้เร็วกว่าแผงโมโนคริสตัลไลน์ประมาณ 7.8% มูลค่าและผลตอบแทนจากเงินของคุณยังสูงกว่าสำหรับแผงฟิล์มบางในหลายกรณี
| ตัวบ่งชี้ทางเศรษฐกิจ | แผง CIGS แบบฟิล์มบาง กับ แผงโมโนคริสตัลไลน์ |
|---|---|
| ระยะเวลาคืนทุน | ลดลง 7.8% |
| มูลค่าปัจจุบันสุทธิ (NPV) | ปรับปรุงโดย 21% |
| ส่วนลดผลตอบแทนจากการลงทุน | เพิ่มขึ้น 24% |
| ค่าไฟฟ้าปรับระดับ (LCOE) | 0.05 เหรียญสหรัฐฯ/กิโลวัตต์-ชั่วโมง |
| อัตราผลตอบแทนภายใน (IRR) | 11.81% |
| อัตราส่วนผลประโยชน์ต่อต้นทุน | 1.4 |
ความช่วยเหลือจากรัฐบาล การลดหย่อนภาษี และรางวัลเป็นเงินสามารถทำให้ต้นทุนลดลงและคืนทุนเร็วขึ้น แผงฟิล์มบางไม่ได้เสียผลตอบแทนมากนักเมื่อแสงแดดตก จึงมั่นคงในหลายจุด เมื่อเทคโนโลยีดีขึ้นและราคาก็ลดลง แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางจึงเป็นตัวเลือกที่ดีในการประหยัดเงินและใช้พลังงานสะอาด
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมีข้อดีหลายประการสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน แผงเหล่านี้มีน้ำหนักเบาและสามารถโค้งงอได้ ผู้คนสามารถติดไว้บนหลังคาโค้ง รถยนต์ หรืออุปกรณ์ขนาดเล็กได้ แผ่นฟิล์มบางทำงานได้ดีเมื่อมีเมฆมากหรือร้อน พวกเขาจะไม่สูญเสียพลังงานมากนักเมื่อได้รับความอบอุ่นจากภายนอก ช่วยให้พวกเขาทำงานได้ดีขึ้นในสถานที่ที่สภาพอากาศเปลี่ยนแปลง
ผู้ผลิตใช้วัสดุในการผลิตแผ่นฟิล์มบางน้อยกว่าวัสดุทั่วไป ทำให้ราคาถูกลงและใช้ทรัพยากรน้อยลง แผงฟิล์มบางบางชนิดดีต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อทำการผลิต รูปร่างโค้งงอทำให้ผู้คนใช้มันในรูปแบบใหม่ๆ ได้ เช่น ในอาคารหรือบนเป้สะพายหลัง
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางยังช่วยลดมลภาวะคาร์บอนอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ระบบเชื่อมต่อโครงข่ายสามารถผลิตได้ 1,787 kWh ในแต่ละปี และลด CO2 ลงได้ 837 กิโลกรัม กว่า 25 ปี ระบบนี้สามารถประหยัดเงินและพลังงานได้มาก แม้ว่าจะใช้เวลาในการชำระคืนนานกว่าระบบอื่นๆ ก็ตาม
| โมเดล | ประเภท | ระบบ การผลิตพลังงานประจำปี (kWh/ปี) | การลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประจำปี (กก.) | ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการ (R$) | ระยะเวลาคืนทุน (ปี) | กระแสเงินสดสะสม (R$ มากกว่า 25 ปี) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | เซลล์แสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่าย (สมดุลพลังงานเป็นศูนย์) | 1,787 | 837 | 9,988.50 | 18.5 | 12,899.72 |
| 2 | ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริด (แผง 340W สองแผง) | 907 | 426 | ไม่มี | ไม่มี | 15,541.18 |
| 3 | ระบบทำความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ (SHS) | 1,434.6 | 90.72 | 6,267.97 | 10.92 | 19,807.19 |
เคล็ดลับ: แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางเหมาะที่สุดเมื่อคุณต้องการน้ำหนักเบา การโค้งงอ หรือการออกแบบพิเศษ
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางก็มีจุดเสียเช่นกัน แผงเหล่านี้ไม่ได้เปลี่ยนแสงแดดให้เป็นพลังงานมากเท่ากับแผงซิลิคอนทั่วไป ซึ่งหมายความว่าคุณต้องการพื้นที่เพิ่มขึ้นเพื่อสร้างปริมาณไฟฟ้าเท่าเดิม สำหรับโครงการขนาดใหญ่ นี่อาจเป็นปัญหาได้
แผงฟิล์มบางจะมีอายุการใช้งานไม่นานเท่าแผงซิลิกอน ส่วนใหญ่ใช้งานได้ 10 ถึง 20 ปี แต่แผงซิลิกอนสามารถใช้งานได้ 25 ถึง 30 ปี เซลล์บางชนิด เช่น เซลล์เพอร์รอฟสไกต์ มีค่าใช้จ่ายในการผลิตสูงกว่า ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงอาจทำให้บางคนไม่อยากซื้อได้
ข่าวล่าสุดแสดงให้เห็นปัญหาอื่นๆ ด้วย แผงฟิล์มบางมีช่วงเวลาที่ยากลำบากในการเอาชนะแผงซิลิคอนเนื่องจากไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่าที่ควร กฎเกณฑ์จากรัฐบาลและกฎตารางที่ซับซ้อนอาจทำให้การเริ่มโปรเจ็กต์ใหม่ทำได้ยาก สิ่งเหล่านี้สามารถชะลอความเร็วของผู้คนในการใช้แผงฟิล์มบางได้
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางทำงานได้ไม่ดีเท่ากับแผงซิลิคอน ดังนั้นจึงไม่ดีสำหรับงานใหญ่ๆ
แม้ว่าจะมีแนวคิดใหม่ๆ แต่เซลล์แบบฟิล์มบางก็ยังต้องการการทำงานเพิ่มเติมเพื่อให้ทันกับแผงซิลิคอน
การเปลี่ยนแปลงกฎของรัฐบาลและกฎตารางที่ซับซ้อนทำให้การใช้แผงฟิล์มบางในบางสถานที่ทำได้ยาก
แผงซิลิคอนเป็นการแข่งขันที่รุนแรงเนื่องจากทำงานได้ดีกว่า
แผงฟิล์มบางบางชนิด เช่น เซลล์เพอร์รอฟสไกต์ ต้องใช้ต้นทุนในการผลิตสูง ซึ่งทำให้คนซื้อได้ยากขึ้น
หมายเหตุ: ประชาชนควรคำนึงถึงทั้งด้านดีและด้านเสียก่อนเลือกซื้อแผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบาง ทางเลือกที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับสิ่งที่โครงการต้องการ จำนวนเงิน และพื้นที่ว่างเท่าใด
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมีประโยชน์พิเศษหลายประการ มีน้ำหนักเบาและสามารถโค้งงอได้ ช่วยให้พอดีกับที่แผงปกติไม่สามารถไปได้ ผู้คนใช้แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางในรูปแบบต่างๆ:
ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบบูรณาการในอาคาร (BIPV): แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางอาจเป็นส่วนหนึ่งของหน้าต่าง กระเบื้องหลังคา หรือผนังก็ได้ แผงเหล่านี้ช่วยให้อาคารสร้างพลังงานได้โดยไม่ดูแตกต่าง
การใช้งานแบบพกพา: เป้สะพายหลังและที่ชาร์จแบบพับได้บางรุ่นใช้แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบาง ผู้ตั้งแคมป์และนักเดินทางสามารถชาร์จอุปกรณ์ได้ทุกที่
การติดตั้งเชิงพาณิชย์ : สำนักงานและห้างสรรพสินค้าเลือกใช้แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางเนื่องจากติดตั้งได้ง่ายและสามารถติดตั้งได้หลายแบบ
การใช้งานพิเศษ: แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางสามารถขับเคลื่อนเรือ รถบ้าน และแม้แต่เครื่องบินได้ เครื่องบิน Solar Impulse 2 ใช้เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางบินรอบโลก แผงที่ยืดหยุ่นยังพอดีกับรถยนต์และเรือโค้งอีกด้วย
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางเหมาะมากเมื่อน้ำหนัก รูปร่าง หรือรูปลักษณ์มีความสำคัญ ผู้คนพบวิธีใช้งานมากขึ้นเมื่อเทคโนโลยีดีขึ้น
ตลาดแผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางเริ่มมีขนาดใหญ่ขึ้นทุกปี ในปี 2024 ตลาดมีมูลค่า 14.29 พันล้านดอลลาร์ ผู้เชี่ยวชาญคิดว่าจะเติบโตเป็น 39.81 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2580 ซึ่งหมายความว่าจะเติบโต 8.2% ในแต่ละปี เอเชียแปซิฟิกเป็นพื้นที่อันดับต้นๆ สำหรับการเติบโตนี้ ภายในปี 2580 ภูมิภาคนี้อาจมีมูลค่าสูงถึง 18.31 พันล้านดอลลาร์
| รายละเอียด | คุณสมบัติ |
|---|---|
| ขนาดตลาด (2567) | 14.29 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ |
| ขนาดตลาด (2580) | 39.81 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ |
| CAGR | 8.2% |
| ภูมิภาคชั้นนำ (2037) | เอเชียแปซิฟิก (18.31 พันล้านดอลลาร์) |
แคดเมียม เทลลูไรด์ (CdTe) เป็นแผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางชนิดที่ใช้มากที่สุด บริษัทอย่าง First Solar, Solar Frontier และ MiaSole เป็นผู้นำในสาขานี้ แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางส่วนใหญ่จะใช้สำหรับโรงไฟฟ้าและธุรกิจขนาดใหญ่ แผงเหล่านี้มากกว่า 70% เป็นแบบออนไลน์ ดังนั้นผู้คนจึงสามารถขายพลังงานพิเศษได้ แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมีราคาประมาณ 0.3 ถึง 0.8 เหรียญสหรัฐต่อวัตต์ ทำให้เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับหลายโครงการ
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางจะดีขึ้นในไม่ช้า นักวิทยาศาสตร์ต้องการทำให้พวกมันทำงานได้ดีขึ้น ใช้งานได้นานขึ้น และมีค่าใช้จ่ายน้อยลง แนวคิดใหม่ๆ ได้แก่:
เซลล์แสงอาทิตย์แบบเรียงกัน: สิ่งเหล่านี้ผสมวัสดุฟิล์มบางที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพมากกว่า 29%
เทคโนโลยีเพอรอฟสกี้: แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางของ Perovskite อาจทำงานได้ดีขึ้นและราคาถูกลง
การออกแบบที่ยืดหยุ่นและน้ำหนักเบา: แผงใหม่จะพอดีกับรูปร่างและสิ่งของพกพามากขึ้น
การผลิตที่ดีขึ้น: วิธีใหม่ในการสร้างแผงจะช่วยลดต้นทุนและทำให้แผงเร็วขึ้น
ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อม: การรีไซเคิลที่ดีขึ้นและวัสดุที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นจะช่วยโลกได้
รัฐบาลและบริษัทต่างๆ ทุ่มเงินเพื่อช่วยเหลือโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่ๆ พวกเขาต้องการให้ผู้คนใช้พลังงานแสงอาทิตย์มากขึ้น ด้วยเหตุนี้แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางจึงได้รับความนิยมมากขึ้น ผู้คนจะใช้ในบ้าน ธุรกิจ และงานพิเศษ
แหล่งที่มาของภาพ: พิกเซล
ประสิทธิภาพหมายถึงแผงโซลาร์เซลล์เปลี่ยนแสงแดดเป็นไฟฟ้าได้ดีเพียงใด นี่เป็นสิ่งสำคัญในการเลือกระหว่างแผงฟิล์มบางและแผงแบบดั้งเดิม แผงซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ส่วนใหญ่ทำงานที่ประสิทธิภาพ 14% ถึง 18% แผงโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนมีประสิทธิภาพน้อยกว่าเล็กน้อย โดยทั่วไปคือ 13% ถึง 16% แผงฟิล์มบาง เช่น แคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) มีประสิทธิภาพสูงสุดถึง 22.1% แต่ฟิล์มบางประเภทส่วนใหญ่ เช่น ซิลิคอนอสัณฐาน (a-Si) อยู่ระหว่าง 5.9% ถึง 9% แผงฟิล์มบางใหม่บางชนิด เช่น เพอรอฟสไกต์ สามารถได้รับประสิทธิภาพที่สูงขึ้นในห้องปฏิบัติการ
| ประเภทแผง | ช่วงประสิทธิภาพ (%) | หมายเหตุประสิทธิภาพหลัก |
|---|---|---|
| โมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอน | 14 - 18 | ประสิทธิภาพสูงสุดในบรรดาแผงซิลิคอน ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในสภาพอากาศร้อน แพงที่สุดในการผลิต |
| โพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน | 13 - 16 | มีประสิทธิภาพน้อยกว่าโมโนคริสตัลไลน์เล็กน้อย การผลิตที่ถูกกว่าและสิ้นเปลืองน้อยลง |
| แคดเมียม เทลลูไรด์ (CdTe) | สูงถึง 22.1 | ประเภทฟิล์มบางที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ติดตั้งง่าย; คุ้มค่า; เทคโนโลยีที่ได้รับการปรับปรุง |
| ซิลิคอนอสัณฐาน (a-Si) | 5.9 - 9 (บางครั้ง >13) | ใช้เป็นหลักในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก ประสิทธิภาพต่ำลง ยืดหยุ่นและน้ำหนักเบา |
| Perovskite (ทางแยกเดียว) | 25.7 | ประสิทธิภาพสูง สามารถวางซ้อนกับซิลิคอนเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดถึง 29.8% |
| CIGS ฟิล์มบาง | มากกว่า 15.6 | เหมาะสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบรวมอาคาร การใช้งานแบบมัลติฟังก์ชั่น เช่น กระเบื้องมุงหลังคา |
แผงฟิล์มบางทำได้ดีกว่าในสภาพอากาศร้อน เนื่องจากจะสูญเสียพลังงานน้อยลงเมื่อได้รับความร้อน แต่แผงแบบเดิมมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าและทำงานได้ดีเป็นเวลาหลายปี เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว แผงฟิล์มบางเหมาะสำหรับงานพิเศษ แผงซิลิคอนช่วยให้บ้านและธุรกิจส่วนใหญ่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ต้นทุนก็มีความสำคัญเช่นกันเมื่อเลือกระหว่างฟิล์มบางและแผงแบบดั้งเดิม แผงฟิล์มบางมีราคาถูกกว่าเพราะใช้วัสดุน้อยกว่าและมีขั้นตอนง่ายๆ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับโครงการขนาดใหญ่หรือเมื่อคุณต้องการประหยัดเงิน แต่แผงแบบเดิมจะมีอายุการใช้งานนานกว่า ปกติคือ 25 ถึง 30 ปี แผงฟิล์มบางมีอายุการใช้งานประมาณ 10 ถึง 20 ปี
มาลูฟ และคณะ พบว่าแผงฟิล์มบางแบบใหม่ เช่น แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบอินทรีย์ มีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าแผงแบบเดิม
หลี่และคณะ แสดงให้เห็นว่าแผงฟิล์มบางที่ยืดหยุ่นสามารถประหยัดเงินได้ แต่อายุการใช้งานที่สั้นลงหมายความว่าจำเป็นต้องรีไซเคิล
ไครเกอร์ และคณะ กล่าวว่าการรีไซเคิลระหว่างการผลิตสามารถลดต้นทุนและช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมได้
แกรนท์ และคณะ พบว่าระยะเวลาคืนทุนสำหรับแผงซิลิคอนเปลี่ยนแปลงไปตามตำแหน่งและการออกแบบระบบ
การศึกษาส่วนใหญ่พูดถึงสิ่งแวดล้อมและการรีไซเคิล ไม่ใช่แค่ต้นทุนและอายุการใช้งาน แผงแบบเดิมมีอายุการใช้งานนานกว่า แต่แผงฟิล์มบางมีราคาถูกกว่าในช่วงแรกและรีไซเคิลได้ง่ายกว่า
เคล็ดลับ: แผงฟิล์มบางมีราคาถูกกว่าตั้งแต่เริ่มต้น แต่แผงแบบเดิมจะมีอายุการใช้งานนานกว่าและอาจประหยัดเงินได้มากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป
น้ำหนักและพื้นที่แตกต่างกันสำหรับแผงทั้งสองประเภทนี้ แผงฟิล์มบางใช้วัสดุน้อยกว่า จึงเบากว่าแผงแบบเดิมมาก ทำให้ง่ายต่อการติดตั้งบนหลังคาที่ไม่แข็งแรงหรือสิ่งของพกพา
แผงฟิล์มบาง มีน้ำหนักน้อยกว่าแผงซิลิกอนแบบผลึก
พวกเขาต้องการพื้นที่มากขึ้นเพื่อสร้างพลังงานเท่าเดิมเนื่องจากมีประสิทธิภาพน้อยกว่า
แผงฟิล์มบางของแกลเลียมอาร์เซไนด์มีความแตกต่างกันและไม่ต้องการพื้นที่เพิ่มเติม
แผงแบบดั้งเดิมจะหนักกว่าแต่ต้องการพื้นที่น้อยกว่าสำหรับการใช้ไฟฟ้าเท่าเดิม ทำให้เหมาะสำหรับสถานที่ที่มีหลังคาเล็ก แผงฟิล์มบางจะดีที่สุดเมื่อน้ำหนักมีความสำคัญมากกว่าพื้นที่ เช่น บนหลังคาขนาดใหญ่ ยานพาหนะ หรือพื้นผิวโค้งงอ
หมายเหตุ: เลือกแผงฟิล์มบางหากคุณต้องการสิ่งที่เบาและยืดหยุ่น เลือกแผงแบบดั้งเดิมหากคุณมีพื้นที่น้อยและต้องการประสิทธิภาพสูง
แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าที่สะอาดและช่วยลดมลพิษ แต่ไม่ใช่ว่าแผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดจะเหมือนกันสำหรับสภาพแวดล้อม แผงฟิล์มบางและซิลิคอนต่างก็มีข้อดีและข้อเสีย
แผงซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการผลิต โรงงานต่างๆ จะต้องให้ความร้อนและขึ้นรูปแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ซึ่งใช้พลังงานจำนวนมาก ทำให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนมากกว่าแผงโซลาร์เซลล์อื่นๆ แผงโมโนคริสตัลไลน์มีอายุการใช้งานยาวนานถึง 40 ปีและใช้งานได้ดีมาก เนื่องจากมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าและให้กำลังมากกว่า จึงชดเชยการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้เร็วขึ้น
แผงโพลีคริสตัลไลน์ใช้พลังงานน้อยกว่าในการผลิตมากกว่าแผงโมโนคริสตัลไลน์ กระบวนการของพวกเขาง่ายกว่าจึงทำให้เกิดมลพิษน้อยลง แผงเหล่านี้มีอายุการใช้งานไม่นานหรือใช้งานได้เหมือนกับแผงโมโนคริสตัลไลน์ แต่ยังคงช่วยลดมลพิษเมื่อเวลาผ่านไป
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมีปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้อยที่สุดเมื่อทำการผลิต โรงงานต่างๆ ใช้พลังงานน้อยลงและใช้วัสดุน้อยลงในการผลิต ซึ่งหมายความว่าแผงฟิล์มบางเริ่มมีอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง แต่แผงฟิล์มบางมักมีวัสดุที่เป็นพิษ เช่น แคดเมียมเทลลูไรด์ หากไม่ได้รับการจัดการหรือรีไซเคิลอย่างเหมาะสม สิ่งเหล่านี้สามารถทำร้ายโลกและผู้คนได้ การรีไซเคิลและทิ้งแผงฟิล์มบางอย่างปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญมาก
นักวิทยาศาสตร์ใช้การประเมินวัฏจักรชีวิต (LCA) เพื่อตรวจสอบผลกระทบทั้งหมดจากแผงโซลาร์เซลล์ LCA ใส่ใจทุกขั้นตอนตั้งแต่การผลิตไปจนถึงการใช้และการรีไซเคิลแผง มลพิษส่วนใหญ่มาจากการทำแผง โดยเฉพาะเมื่อได้รับซิลิคอน อลูมิเนียม และทองแดง แผงโซลาร์เซลล์ประหยัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณหนึ่งตันต่อปีสำหรับทุกระบบ ซึ่งจะช่วยต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและลดความต้องการเชื้อเพลิงฟอสซิล
การย้ายแผงโซลาร์เซลล์เพิ่มเพียงประมาณ 3% ของการปล่อยก๊าซทั้งหมด การรีไซเคิลสามารถช่วยลดผลกระทบได้มากขึ้น เทคโนโลยีใหม่ช่วยให้ทั้งแผงฟิล์มบางและซิลิคอนสะอาดขึ้นและรีไซเคิลได้ง่ายขึ้น ตลาดแผงโซลาร์เซลล์เริ่มดีขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากบริษัทต่างๆ หาวิธีที่ปลอดภัยมากขึ้นในการจัดการกับของเสียและใช้วัสดุที่ดีกว่า
หมายเหตุ: การเลือกแผงโซลาร์เซลล์หมายถึงการคิดถึงทั้งด้านดีและไม่ดี แผงฟิล์มบางจะดีกว่าสำหรับสิ่งแวดล้อมเมื่อทำขึ้น แต่ต้องมีการจัดการที่ปลอดภัย แผงซิลิคอนแบบเดิมสร้างมลภาวะมากขึ้นในช่วงแรกแต่มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าและทำงานได้ดีขึ้น
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมีข้อดีและข้อเสียอยู่บ้าง มีน้ำหนักเบาและสามารถโค้งงอได้ง่าย พวกเขายังทำงานได้ดีเมื่อข้างนอกร้อน หลายๆ คนใช้สำหรับสิ่งของพกพาหรืออาคารที่มีรูปร่างแปลกๆ ตารางด้านล่างแสดงรายการสิ่งที่พวกเขาทำได้ดีและจุดด้อย:
| จุดแข็ง | ข้อจำกัด |
|---|---|
| น้ำหนักเบาและยืดหยุ่น | ประสิทธิภาพต่ำลง |
| ทนความร้อนสูงได้ดี | อายุการใช้งานสั้นลง (10-20 ปี) |
| ต้นทุนที่ต่ำกว่า | บางคนใช้วัสดุหายากหรือเป็นพิษ |
แผงฟิล์มบางจะดีที่สุดหากคุณสนใจเรื่องน้ำหนัก รูปร่าง หรือราคา หากคุณต้องการพลังงานจำนวนมากเป็นเวลานาน แผงแบบธรรมดาจะดีกว่า
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางประกอบด้วยชั้นบางๆ แผงเหล่านี้มีน้ำหนักเบาและสามารถโค้งงอได้ง่าย ผู้คนใช้พวกมันบนหลังคาโค้งและยานพาหนะ นอกจากนี้ยังใช้งานได้กับอุปกรณ์พกพาอีกด้วย แผงธรรมดาจะดีกว่าสำหรับบ้านส่วนใหญ่
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางส่วนใหญ่มีอายุ 10 ถึง 20 ปี อายุการใช้งานจะขึ้นอยู่กับวัสดุและการดูแลรักษา แผงซิลิกอนธรรมดามักจะมีอายุการใช้งานนานกว่า
แผงฟิล์มบางใช้พลังงานน้อยลงและทรัพยากรในการผลิตน้อยลง บางชนิด เช่น แคดเมียม เทลลูไรด์ มีส่วนที่เป็นพิษ สิ่งเหล่านี้จำเป็นต้องรีไซเคิลอย่างระมัดระวัง การรีไซเคิลอย่างปลอดภัยช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมให้สะอาด
ผู้คนติดแผ่นฟิล์มบางบนอาคารและยานพาหนะ พวกเขายังใช้กับเป้สะพายหลังและเรือด้วย แผงเหล่านี้พอดีกับที่แผงปกติไม่สามารถทำได้ แผงที่ยืดหยุ่นเหมาะสำหรับสิ่งที่โค้งมนและพกพาได้
แผ่นฟิล์มบางทำงานได้ดีเมื่อมีเมฆมากหรือร้อน พวกเขาสูญเสียพลังงานน้อยลงเมื่อความร้อนสูง ทำให้เหมาะสำหรับสถานที่ที่สภาพอากาศเปลี่ยนแปลง
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมักจะมีราคาซื้อและติดตั้งน้อยกว่า ราคาเปลี่ยนแปลงตามประเภท ขนาด และโครงการ ผู้คนเลือกพวกเขาสำหรับงานใหญ่หรืองานพิเศษ
ใช่ แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางสามารถรีไซเคิลได้ การรีไซเคิลจะนำวัสดุที่มีประโยชน์กลับมาและป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนที่เป็นพิษถูกฝังกลบ บริษัทหลายแห่งช่วยรีไซเคิลแผงเก่า
แผงฟิล์มบางไม่ได้ให้พลังงานมากเท่ากับแผงทั่วไป พวกเขาไม่นานเช่นกัน คุณต้องมีพื้นที่เพิ่มขึ้นเพื่อให้ได้พลังเท่าเดิม บางชนิดใช้วัสดุหายากหรือเป็นพิษ
เคล็ดลับ: ตรวจสอบเสมอว่าคุณได้รับแผงประเภทใด และดูว่าคุณสามารถรีไซเคิลได้หรือไม่ ก่อนที่จะซื้อแผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบาง
