แผงโซลาร์เซลล์ทำงานอย่างไร

บทนำ

กับดักแสง

ไม่มีเชื้อเพลิง ไม่มีไฟ ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว

แผงโซลาร์ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว และไม่เผาเชื้อเพลิง แต่พอวางไว้กลางแดด ไฟฟ้าก็ไหลออกมา มันทำได้อย่างไร

เดือนตุลาคม 2026 กระทรวงของจีนเสนอให้จำกัดการส่งออกเทคโนโลยีการผลิตโซลาร์เซลล์บางรายการ

ทางการจีนให้เหตุผลเรื่องความมั่นคงของชาติ จะเข้าใจว่าทำไมความรู้นี้จึงสำคัญ ต้องเริ่มจากข้างในเซลล์เดียว

**แผงบนหลังคา** สี่เหลี่ยมสีน้ำเงินเข้มแต่ละแผงมีเซลล์ซิลิคอนหลายสิบเซลล์ ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

40 เทคโนโลยี ด้าน AI ชีวการแพทย์ และพลังงานแสงอาทิตย์ ในจำนวนนี้ 12 รายการเป็นด้านโซลาร์
รายการด้านโซลาร์: กระบวนการและเครื่องจักรผลิตโพลีซิลิคอน เวเฟอร์ เซลล์ และแผง
รับความเห็นถึง 15 พฤศจิกายน ส่วนการขึ้นทะเบียนก่อนส่งออกเริ่มทันที

ร่างประกาศ (กระทรวงพาณิชย์และกระทรวงวิทยาศาสตร์ฯ จีน 16 ต.ค. 2026)

มีการใช้โซลาร์เซลล์มากขึ้นในอวกาศ กลาโหม และโครงสร้างพื้นฐานที่ต้องการความปลอดภัยสูง
ครอบคลุมเฉพาะเทคโนโลยีที่เกินเกณฑ์ที่กำหนด
แผงที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีนี้ไม่อยู่ในการควบคุม

สิ่งที่ทั้งสองกระทรวงระบุ

บทนำ · ข่าว

ร่างบัญชีควบคุมการส่งออก

วันที่ 16 ตุลาคม 2026 กระทรวงพาณิชย์ (MOFCOM) และกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (MOST) ของจีนเผยแพร่ร่างปรับปรุงบัญชีเทคโนโลยีที่ห้ามหรือจำกัดการส่งออก ครอบคลุม 40 เทคโนโลยีด้านปัญญาประดิษฐ์ ชีวการแพทย์ และเซลล์แสงอาทิตย์ เปิดรับความเห็นถึง 15 พฤศจิกายน 2026 (SCMP, CGTN, MLex) ตามบทสรุปประกาศของ Geopolitechs ในจำนวนนี้ 12 รายการเป็นด้านโซลาร์ ได้แก่กระบวนการและเครื่องจักรสำหรับโพลีซิลิคอน เวเฟอร์บาง เซลล์หลายแบบ และแผงเพอรอฟสไกต์กับแผงแทนเด็มเพอรอฟสไกต์–ซิลิคอน ขอบเขตยังรวมถึงเครื่องจักรสำคัญและเครื่องจักรหลักที่มีเทคโนโลยีในบัญชีอยู่ด้วย และผู้ส่งออกต้องขึ้นทะเบียนเทคโนโลยีในบัญชีก่อนส่งออกระหว่างที่ร่างยังไม่มีผล ทั้งสองกระทรวงให้เหตุผลด้านความมั่นคงของชาติ โดยชี้ว่ามีการใช้เซลล์แสงอาทิตย์มากขึ้นในอวกาศ กลาโหม ระบบไร้คนขับ และโครงสร้างพื้นฐานที่ต้องการความปลอดภัยสูง และระบุว่าการควบคุมใช้เฉพาะกับเทคโนโลยีที่เกินเกณฑ์ที่กำหนด ไม่รวมสินค้าที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีเหล่านี้

ภาพยนตร์นี้ไม่ตัดสินนโยบาย แต่อธิบายฟิสิกส์และการผลิตที่ร่างนี้กล่าวถึง

วิธีใช้: เลือกบทหรือกด ← → ลากเพื่อหมุน หลายช่วงมีปุ่มให้กด

แหล่งข้อมูล: South China Morning Post (16 Oct 2026): China mulls new tech export bans covering AI, biotech and solar power; CGTN (16 Oct 2026): China mulls export curbs on AI, biomedicine and solar tech; MLex (16 Oct 2026): China proposes new AI, biotech, solar technology export curbs; Geopolitechs: summary of MOFCOM–MOST Announcement No. 48 of 2026 and its photovoltaic items

บทที่ I · แสง

แสงเป็นก้อน

สีเป็นตัวกำหนดพลังงาน

แสงอาทิตย์เดินทางมาเป็นก้อนพลังงานเล็ก ๆ ที่เรียกว่าโฟตอน (photon) โฟตอนแต่ละตัวมีพลังงานมากน้อยแค่ไหนขึ้นอยู่กับสีของมัน

แสงสีน้ำเงินมาเป็นโฟตอนพลังงานสูง แสงสีแดงพลังงานต่ำกว่า ส่วนอินฟราเรดซึ่งตาเรามองไม่เห็นนั้นต่ำลงไปอีก

โฟตอนสีแดงมีพลังงานราวหนึ่งจุดแปดอิเล็กตรอนโวลต์ (electron volt) สีน้ำเงินราวสองจุดแปด

ลองเลือกสีแล้วเปรียบเทียบดู

**แสงขาวที่ถูกแยก** ปริซึมกระจายแสงอาทิตย์ตามความยาวคลื่น จากแดงถึงม่วง ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

2.8: eV · น้ำเงิน 450 nm
1.8: eV · แดง 700 nm
0.9: eV · อินฟราเรด 1,400 nm

พลังงานต่อโฟตอน

E = \frac{hc}{\lambda} \approx \frac{1.24}{\lambda\,[\mu\text{m}]}\ \text{eV}

$h$: ค่าคงที่ของพลังค์
$c$: ความเร็วแสง
$\lambda$: ความยาวคลื่น
$\text{eV}$: อิเล็กตรอนโวลต์: พลังงานที่อิเล็กตรอนหนึ่งตัวได้รับเมื่อผ่านแรงดันหนึ่งโวลต์

1 eV: โฟตอนความยาวคลื่น 1,240 nm
2 eV: โฟตอนความยาวคลื่น 620 nm

จำง่าย ๆ (PVEducation)

บทที่ I · แสง

โฟตอนและพลังงานของมัน

แสงถูกดูดกลืนและปล่อยออกมาเป็นก้อน เรียกว่าโฟตอน PVEducation ให้สูตรพลังงานของโฟตอนว่า E = hc/λ หรือในหน่วยที่ใช้สะดวกคือ E (eV) = 1.24 / λ (µm) ยิ่งความยาวคลื่นสั้น พลังงานยิ่งสูง แสงสีน้ำเงินที่ 0.45 µm ให้ราว 2.8 eV ต่อโฟตอน สีแดงที่ 0.70 µm ราว 1.8 eV และอินฟราเรดที่ 1.4 µm ราว 0.9 eV หนึ่งอิเล็กตรอนโวลต์คือพลังงานที่อิเล็กตรอนได้รับเมื่อเคลื่อนผ่านความต่างศักย์หนึ่งโวลต์

ตัวเลขบนจอคำนวณจากสูตรของ PVEducation

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: PVEducation: energy of a photon (E = hc/λ; E in eV = 1.24/λ in µm)

บทที่ I · แสง

115 ปีกว่าจะได้เซลล์ที่ใช้งานได้

เห็นในปี 1839 อธิบายได้ภายหลัง ใช้งานได้จริงในปี 1954

การที่แสงสร้างไฟฟ้าได้ถูกพบครั้งแรกในปี 1839 เมื่อเอ็ดมงด์ แบ็กเกอแรล นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส สังเกตเห็นกระแสไฟฟ้าเล็ก ๆ จากขั้วโลหะที่จุ่มในของเหลวแล้วถูกแสง

ต่อมา กฎของปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกของไอน์สไตน์ ซึ่งเป็นญาติใกล้ชิดของสิ่งที่เกิดในเซลล์แสงอาทิตย์ ทำให้เขาได้รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 1921

แล้ววันที่ 25 เมษายน 1954 เบลล์แล็บส์ก็เปิดตัวเซลล์ซิลิคอนที่มีประสิทธิภาพราวหกเปอร์เซ็นต์ นับเป็นเซลล์แสงอาทิตย์เซลล์แรกที่ใช้งานได้จริง

1839 แบ็กเกอแรล: ขั้วโลหะในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ถูกแสงให้กระแส
1883 ฟริตส์: เซลล์ซีลีเนียม ต่ำกว่า 1%
1921 รางวัลโนเบลแก่ไอน์สไตน์
1954 เบลล์แล็บส์: เซลล์ซิลิคอนของชาปิน ฟุลเลอร์ และเพียร์สัน ~6%

ปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิก

สำหรับคุณูปการต่อฟิสิกส์ทฤษฎี และโดยเฉพาะการค้นพบกฎของปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกคำประกาศรางวัลโนเบลประจำปี 1921 (มอบในปี 1922)

**โต๊ะทดลองยุค 1950** ภายในไม่กี่ปี เซลล์ซิลิคอนก็ถูกใช้จ่ายไฟให้ดาวเทียม ภาพประกอบสร้างด้วย AI

บทที่ I · แสง

การค้นพบปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิก

APS News: แบ็กเกอแรลพบปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิกในปี 1839 เมื่อเห็นกระแสเล็ก ๆ ขณะขั้วโลหะถูกแสง แต่อธิบายไม่ได้ ปี 1883 ชาลส์ ฟริตส์ สร้างเซลล์แสงอาทิตย์เซลล์แรกจากซีลีเนียม ประสิทธิภาพต่ำกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ วันที่ 25 เมษายน 1954 เบลล์แล็บส์ที่เมอร์เรย์ฮิลล์ รัฐนิวเจอร์ซีย์ เปิดตัวเซลล์ซิลิคอนที่ดาริล ชาปิน แคลวิน ฟุลเลอร์ และเจอรัลด์ เพียร์สัน พัฒนา ประสิทธิภาพราวหกเปอร์เซ็นต์ และภายในไม่กี่ปีเซลล์แสงอาทิตย์ก็ถูกใช้จ่ายไฟให้ดาวเทียมอย่างแพร่หลาย ไอน์สไตน์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 1921 ซึ่งมอบในปี 1922 “โดยเฉพาะสำหรับการค้นพบกฎของปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก”

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: APS News: April 25, 1954, Bell Labs demonstrates the first practical silicon solar cell; NobelPrize.org: the Nobel Prize in Physics 1921

บทที่ II · ซิลิคอน

ผลึกที่ยึดอิเล็กตรอนไว้แน่น

ต้องได้แรงเตะขั้นต่ำ อิเล็กตรอนจึงจะหลุดออก

แผงโซลาร์เกือบทั้งหมดในวันนี้ทำจากซิลิคอน ธาตุที่อยู่ในทรายธรรมดา ในผลึกซิลิคอน อะตอมแต่ละตัวใช้อิเล็กตรอนชั้นนอกสี่ตัวร่วมกับเพื่อนบ้านสี่ตัว และพันธะที่ใช้ร่วมกันนี้ก็ยึดอิเล็กตรอนไว้กับที่

ซิลิคอนจึงเป็นสารกึ่งตัวนำ (semiconductor) คือวัสดุที่แทบไม่นำไฟฟ้า จนกว่าอิเล็กตรอนจะได้รับพลังงานมากพอจะหลุดออกมา

พลังงานขั้นต่ำนี้เรียกว่าแถบช่องว่างพลังงาน (band gap) สำหรับซิลิคอนอยู่ที่ราวหนึ่งจุดหนึ่งอิเล็กตรอนโวลต์

โฟตอนที่มีพลังงานอย่างน้อยเท่านั้นจะปลดอิเล็กตรอนออกได้หนึ่งตัว และทิ้งที่ว่างในพันธะไว้ เรียกว่าโฮล (hole) โฟตอนสีแดงและสีน้ำเงินจึงทำได้ แต่อินฟราเรดที่อ่อนที่สุดทำไม่ได้

**จากทรายสู่เวเฟอร์** ทรายควอตซ์คือซิลิคอนไดออกไซด์ เมื่อทำให้บริสุทธิ์จะกลายเป็นเวเฟอร์ที่เงาวับเหมือนกระจก ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

อะตอมแต่ละตัวสร้างพันธะกับเพื่อนบ้านสี่ตัว
แต่ละพันธะมีอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันสองตัว
อิเล็กตรอนถูกล็อกไว้: นำไฟฟ้าได้ไม่ดี

ภายในผลึก (มหาวิทยาลัยบริสตอล)

1.12: eV · แถบช่องว่างพลังงาน
1,100: nm · ความยาวคลื่นยาวที่สุดที่ใช้ได้

ซิลิคอน (Energy Education)

อิเล็กตรอนอิสระ เคลื่อนที่ได้: ประจุลบ
โฮล พันธะที่ว่างอยู่: ทำตัวเหมือนประจุบวก
รวมกันเรียกว่าคู่อิเล็กตรอน–โฮล

โฟตอนหนึ่งตัวถูกดูดกลืน

บทที่ II · ซิลิคอน

สารกึ่งตัวนำและแถบช่องว่างพลังงาน

ในซิลิคอนบริสุทธิ์ อะตอมแต่ละตัวสร้างพันธะกับเพื่อนบ้านสี่ตัว อิเล็กตรอนจึงถูกล็อกไว้เกือบทั้งหมดและนำไฟฟ้าได้ไม่ดี (มหาวิทยาลัยบริสตอล) Energy Education ระบุว่าแถบช่องว่างพลังงานของซิลิคอนคือ 1.12 eV โฟตอนที่ถูกดูดกลืนซึ่งมีพลังงานอย่างน้อยเท่านี้จะกระตุ้นอิเล็กตรอนขึ้นไปยังแถบนำไฟฟ้า ซึ่งมันเคลื่อนที่ได้ และทิ้งโฮลไว้ข้างหลัง ตามสูตรของ PVEducation 1.12 eV ตรงกับความยาวคลื่นราว 1.1 µm (1,100 nm) ซึ่งอยู่ในช่วงอินฟราเรด กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ระบุว่าซิลิคอนเป็นวัสดุที่ใช้ทำเซลล์แสงอาทิตย์มากที่สุดอย่างทิ้งห่าง และเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับสองในเปลือกโลกรองจากออกซิเจน

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: University of Bristol, School of Chemistry: how solar cells work (n-type and p-type silicon); Energy Education (University of Calgary): photovoltaic cell; PVEducation: energy of a photon (E = hc/λ; E in eV = 1.24/λ in µm); US Department of Energy: solar photovoltaic cell basics

บทที่ II · ซิลิคอน

อิเล็กตรอนเกิน โฮลเกิน

สองสูตรสำหรับซิลิคอน

อิเล็กตรอนที่หลุดออกมาเฉย ๆ ไม่นานก็ตกกลับลงไปในโฮล เพื่อดึงทั้งสองให้แยกจากกัน วิศวกรจึงเริ่มจากเติมอะตอมของธาตุอื่นลงไปเพียงเล็กน้อย ขั้นตอนนี้เรียกว่าการเจือสาร (doping)

ฟอสฟอรัสมีอิเล็กตรอนชั้นนอกห้าตัว มากกว่าที่พันธะต้องการหนึ่งตัว ซิลิคอนที่เจือฟอสฟอรัสจึงมีอิเล็กตรอนเหลือที่เคลื่อนที่ได้อิสระ เราเรียกว่าชนิดเอ็น (n-type) ตัว n มาจาก negative แปลว่าลบ

โบรอนมีแค่สามตัว ซิลิคอนที่เจือโบรอนจึงเต็มไปด้วยโฮลที่ทำตัวเหมือนประจุบวก เรียกว่าชนิดพี (p-type) ตัว p มาจาก positive แปลว่าบวก ลองเติมทีละแบบดู

**สิ่งเจือปนที่ตั้งใจใส่** สีส้ม: อะตอมที่มีอิเล็กตรอนเหลือ สีเขียว: อะตอมที่ขาดอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัว ภาพประกอบสร้างด้วย AI

4: ซิลิคอน
5: ฟอสฟอรัส → ชนิดเอ็น
3: โบรอน → ชนิดพี

อิเล็กตรอนชั้นนอก

ชนิดเอ็น: อิเล็กตรอนที่เหลือเป็นตัวพากระแส
ชนิดพี: โฮลกระโดดจากพันธะหนึ่งไปอีกพันธะ
โดยรวมทั้งสองแบบยังเป็นกลางทางไฟฟ้า

สิ่งที่เคลื่อนที่

บทที่ II · ซิลิคอน

การเจือสาร: ชนิดเอ็นและชนิดพี

มหาวิทยาลัยบริสตอล: การเติมฟอสฟอรัสซึ่งมีอิเล็กตรอนชั้นนอกห้าตัว ทำให้มีอิเล็กตรอนเหลือที่เคลื่อนที่ได้อิสระและนำไฟฟ้าได้ดีขึ้น (ซิลิคอนชนิดเอ็น) การเติมโบรอนซึ่งมีสามตัวทำให้เกิดโฮล คือตำแหน่งที่ขาดอิเล็กตรอน ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวพาประจุบวก (ซิลิคอนชนิดพี) กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ อธิบายขั้นตอนการเจือสารในการผลิตว่าเป็นการให้เวเฟอร์สัมผัสก๊าซที่มีสารเจือ เวเฟอร์ที่เจือสารแล้วโดยรวมไม่มีประจุสุทธิ เพราะอิเล็กตรอนที่เกินมาแต่ละตัวถูกหักล้างด้วยโปรตอนที่เกินมาในนิวเคลียสของฟอสฟอรัส และโฮลแต่ละตัวถูกหักล้างด้วยโปรตอนที่ขาดไปของโบรอน

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: University of Bristol, School of Chemistry: how solar cells work (n-type and p-type silicon); US Department of Energy: solar photovoltaic manufacturing basics

บทที่ III · รอยต่อ

รอยต่อ

ตรงที่ชนิดเอ็นพบชนิดพี สนามไฟฟ้าก็เกิดขึ้น

เซลล์แสงอาทิตย์คือแผ่นเวเฟอร์บาง ๆ ที่มีซิลิคอนชนิดเอ็นเป็นชั้นบนวางอยู่บนซิลิคอนชนิดพี แนวรอยต่อระหว่างสองชั้นนี้เรียกว่ารอยต่อพี-เอ็น (p-n junction)

ตอนแรกทั้งสองฝั่งเป็นกลางทางไฟฟ้า ใกล้แนวรอยต่อ อิเล็กตรอนที่เหลือจะเคลื่อนข้ามไปเติมโฮล ฝั่งเอ็นเสียอิเล็กตรอนไป จึงกลายเป็นบวกเล็กน้อย ฝั่งพีได้อิเล็กตรอนมา จึงเป็นลบเล็กน้อย และเกิดเป็นสนามไฟฟ้าถาวรคร่อมรอยต่อ

สนามนี้ทำงานเหมือนทางลาดทางเดียว มันผลักอิเล็กตรอนไปทางฝั่งเอ็น และผลักโฮลไปทางฝั่งพี

**ภาพตัดขวางของเซลล์** สีน้ำเงิน: ชั้นบนชนิดเอ็นที่บาง สีแดง: ฐานชนิดพีที่หนากว่า ภาพเชิงแผนผังสร้างด้วย AI

ก่อน: ทั้งสองชั้นเป็นกลาง
อิเล็กตรอนข้ามจากเอ็นไปพีและเติมโฮล

สนามเกิดขึ้นอย่างไร

ฝั่งเอ็น: ประจุบวกที่อยู่กับที่
ฝั่งพี: ประจุลบที่อยู่กับที่
สนามชี้จาก + ไป −

สิ่งที่เหลืออยู่

อิเล็กตรอน → ถูกผลักขึ้นไปฝั่งเอ็น
โฮล → ถูกผลักลงไปฝั่งพี

ทางลาดทางเดียว

บทที่ III · รอยต่อ

รอยต่อพี-เอ็นและสนามไฟฟ้าในตัว

APS News อธิบายว่าการเจือสารสร้างบริเวณที่มีประจุบวกและลบซึ่งมาพบกันที่รอยต่อพี-เอ็น และเกิดเป็นสนามไฟฟ้า Energy Education: เมื่อนำสารกึ่งตัวนำชนิดพีและชนิดเอ็นมาต่อกัน ตัวพาประจุจะเคลื่อนที่และเกิดสนามไฟฟ้าในบริเวณรอยต่อ ซึ่งผลักประจุลบและประจุบวกไปคนละทิศ มหาวิทยาลัยบริสตอล: ตรงที่สองชั้นมาพบกัน อิเล็กตรอนและโฮลรวมตัวกัน เกิดเป็นกำแพงศักย์และสนามไฟฟ้า สนามนี้ผลักอิเล็กตรอนที่แสงปลดออกมาไปทางฝั่งเอ็น และผลักโฮลไปทางฝั่งพี

ในแบบจำลอง รอยต่อถูกวาดให้หนาเพื่อให้มองเห็นได้ ในเซลล์จริง บริเวณที่มีสนามเป็นเพียงส่วนเล็กมากของเวเฟอร์

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: APS News: April 25, 1954, Bell Labs demonstrates the first practical silicon solar cell; Energy Education (University of Calgary): photovoltaic cell; University of Bristol, School of Chemistry: how solar cells work (n-type and p-type silicon)

บทที่ III · รอยต่อ

จุดหลอดไฟ

ปลด ผลัก เก็บ

ทีนี้ลองส่องแสงลงบนเซลล์ โฟตอนแต่ละตัวที่ถูกดูดกลืนจะปลดอิเล็กตรอนและโฮลออกมา ใกล้พอที่สนามจะคว้าพวกมันไว้ได้

สนามจะกวาดอิเล็กตรอนขึ้นไปยังเส้นโลหะด้านบน และกวาดโฮลลงไปยังแผ่นโลหะด้านหลัง ผิวทั้งสองด้านจึงมีประจุสะสม เหมือนขั้วสองข้างของแบตเตอรี่

พอต่อสายไฟ อิเล็กตรอนก็ไหลวนผ่านหลอดไฟไปพบกับโฮลที่ด้านหลัง การไหลนี้คือกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากแสงล้วน ๆ ลองตัดและต่อวงจรดู

**ผิวด้านบนของเซลล์** เส้นเงินบาง ๆ เก็บอิเล็กตรอน โดยยังให้แสงส่วนใหญ่ผ่านไปได้ ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

ดูดกลืน: โฟตอนสร้างคู่อิเล็กตรอน–โฮล
แยก: สนามดึงทั้งสองออกจากกัน
เก็บ: ขั้วโลหะส่งพวกมันเข้าสายไฟ

สามขั้น ทุกโฟตอน

อิเล็กตรอนออกจากขั้วด้านบน
พวกมันทำงานในหลอดไฟ
แล้วกลับเข้าทางด้านหลังไปเติมโฮล

ในสายไฟ

บทที่ III · รอยต่อ

จากแสงสู่กระแส

มหาวิทยาลัยบริสตอล: โฟตอนที่มีพลังงานพอจะปลดอิเล็กตรอนและทิ้งโฮลไว้ สนามที่รอยต่อผลักอิเล็กตรอนไปทางฝั่งเอ็นและผลักโฮลไปทางฝั่งพี เมื่อต่อวงจรภายนอกระหว่างสองฝั่ง อิเล็กตรอนจะไหลผ่านวงจรเกิดเป็นกระแส และสนามไฟฟ้าของเซลล์คือสิ่งที่ให้แรงดัน กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ: กระแสถูกเก็บผ่านขั้วโลหะ ซึ่งคือเส้นลายตารางบนเซลล์ โดยทั่วไปเป็นเงินที่พิมพ์แบบสกรีน

ภาพแสดงทิศการไหลของอิเล็กตรอน ซึ่งตามธรรมเนียม “กระแส” จะเขียนในทิศตรงข้าม

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: University of Bristol, School of Chemistry: how solar cells work (n-type and p-type silicon); US Department of Energy: solar photovoltaic cell basics; US Department of Energy: solar photovoltaic manufacturing basics

บทที่ IV · จากเซลล์สู่สายส่ง

จากเซลล์เดียวสู่ทุ่งเซลล์

ต่อสาย ปิดผนึก ใส่กรอบ ทำซ้ำ

เซลล์เดียวให้แรงดันเพียงเล็กน้อย จึงต้องต่อหลายสิบเซลล์เข้าด้วยกัน ปิดผนึกใต้กระจก แล้วใส่กรอบ ชุดนี้เรียกว่าโมดูล หรือที่คนส่วนใหญ่เรียกว่าแผงโซลาร์

เมื่อนำหลายแผงมาต่อกันก็ได้แผงชุด (array) บนหลังคาหรือกลางทุ่ง

แผงซิลิคอนคาดว่าจะใช้งานได้ยี่สิบห้าปีขึ้นไป และยังให้กำลังไฟฟ้าได้มากกว่าแปดสิบเปอร์เซ็นต์ของตอนเริ่มต้น

**ภายในแผง** กระจก สารห่อหุ้ม เซลล์ที่ต่อด้วยแถบทองแดง สารห่อหุ้ม แผ่นปิดหลัง กรอบ และกล่องต่อสาย ภาพประกอบสร้างด้วย AI

**แผงชุด** ฟาร์มโซลาร์ขนาดใหญ่อาจกินพื้นที่หลายตารางกิโลเมตร ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

25+: ปี อายุการใช้งานที่คาดไว้
>80%: ของกำลังเริ่มต้นหลังจากนั้น

แผงซิลิคอน (กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ)

บทที่ IV · จากเซลล์สู่สายส่ง

เซลล์ แผง และแผงชุด

ข้อมูลพื้นฐานการผลิตของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ: แถบทองแดงที่เคลือบโลหะบัดกรี (solder) เชื่อมเซลล์เข้าด้วยกัน จากนั้นวางเซลล์ระหว่างแผ่นสารห่อหุ้มกับกระจกหรือแผ่นปิดหลัง แล้วอัดเคลือบ (laminate) ในเตาให้กันน้ำได้ ต่อด้วยการใส่กรอบอะลูมิเนียม ซีลขอบ และกล่องต่อสายที่มีไดโอด หลายแผงต่อกันเป็นแผงชุด กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ระบุว่าแผงซิลิคอนคาดว่าจะใช้ได้ 25 ปีขึ้นไป และยังคงกำลังไฟฟ้ามากกว่า 80% ของตอนเริ่มต้นหลังจากนั้น

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: US Department of Energy: solar photovoltaic manufacturing basics; US Department of Energy: solar photovoltaic cell basics

บทที่ IV · จากเซลล์สู่สายส่ง

อินเวอร์เตอร์

เปลี่ยนแรงผลักคงที่ให้เป็นคลื่น

แผงโซลาร์ผลิตไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ซึ่งไหลไปทางเดียว แต่บ้านเรือนและระบบสายส่งใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ซึ่งกลับทิศไปมาหลายครั้งในทุกวินาที

จึงต้องมีกล่องที่เรียกว่าอินเวอร์เตอร์ (inverter) คอยสลับทิศไฟกระแสตรงไปมา และปั้นให้เป็นคลื่นเรียบที่สายส่งใช้ได้

บางระบบติดไมโครอินเวอร์เตอร์ให้แต่ละแผง เพื่อไม่ให้แผงที่โดนเงาฉุดแผงอื่นลงไปด้วย

**อินเวอร์เตอร์ในบ้าน** มักติดตั้งใกล้มิเตอร์ ตรงที่สายจากแผงเข้ามา ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

DC: แรงผลักคงที่ทางเดียว
AC: แรงผลักที่กลับทิศไปมาเป็นคลื่นไซน์
อินเวอร์เตอร์ทำให้คลื่นตรงกับของสายส่ง

กระแสสองแบบ

แบบแถว: ถูกกว่า แต่แผงเดียวโดนเงา ทั้งแถวผลิตได้น้อยลง
แบบไมโคร: แต่ละแผงเป็นอิสระ แต่อาจแพงกว่า

แบบแถวหรือแบบไมโคร (กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ)

บทที่ IV · จากเซลล์สู่สายส่ง

อินเวอร์เตอร์: จาก DC เป็น AC

กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ: อินเวอร์เตอร์แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่แผงโซลาร์ผลิตให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ซึ่งเป็นรูปแบบที่สายส่งใช้ โดยปั้นเอาต์พุตให้เป็นคลื่นไซน์ที่สะอาดและซ้ำกันอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งสายส่งใช้ได้โดยไม่ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าเสียหาย อินเวอร์เตอร์แบบแถวใช้กับแผงทั้งแถวและคุ้มค่า แต่เอาต์พุตอาจลดลงหากแผงหนึ่งโดนเงาหรือเสีย ส่วนไมโครอินเวอร์เตอร์ติดอยู่กับแต่ละแผง ปัญหาที่แผงหนึ่งจึงไม่กระทบแผงอื่น แต่อาจมีราคาแพงกว่า

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: US Department of Energy: solar integration, inverters and grid services basics

บทที่ IV · จากเซลล์สู่สายส่ง

เลื่อนดวงอาทิตย์

ลำแสงเท่าเดิม แต่กระจายบางลง

เหนือชั้นบรรยากาศ แสงอาทิตย์ให้พลังงานราวหนึ่งพันสามร้อยหกสิบวัตต์ต่อตารางเมตร แต่ที่ระดับน้ำทะเลในวันฟ้าใส จะเหลือถึงพื้นราวหนึ่งพันวัตต์

เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ต่ำ ลำแสงเท่าเดิมจะกระจายไปบนพื้นที่กว้างขึ้น แต่ละตารางเมตรจึงได้น้อยลง กำลังจะลดลงตามค่าโคไซน์ของมุมที่เอียงออกจากแนวตั้งฉากกับแผง

แสงที่มาในมุมต่ำยังต้องผ่านอากาศหนาขึ้นด้วย ลองเลื่อนดวงอาทิตย์แล้วดูกำลังที่ได้

1,361: วัตต์ · เหนือชั้นบรรยากาศ
~1,000: วัตต์ · ระดับน้ำทะเล ฟ้าใส สูงสุด

แสงอาทิตย์ต่อตารางเมตร (Wikipedia)

P \approx P_{\max}\cos\theta

$\theta$: มุมระหว่างดวงอาทิตย์กับเส้นที่ตั้งฉากกับแผง
$P_{\max}$: กำลังเมื่อหันรับแสงตรง ๆ

**แดดมุมต่ำ** เงาที่ทอดยาว: แสงเฉียดผ่านแผงและต้องผ่านอากาศมากขึ้น ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

บทที่ IV · จากเซลล์สู่สายส่ง

แสงอาทิตย์และมุมตกกระทบ

Wikipedia (Solar irradiance): รังสีดวงอาทิตย์เฉลี่ยเหนือชั้นบรรยากาศโลกอยู่ที่ราว 1361 วัตต์ต่อตารางเมตร การลดทอนในชั้นบรรยากาศทำให้ความเข้มแสงที่ตั้งฉากกับพื้นผิวสูงสุดเหลือราว 1000 วัตต์ต่อตารางเมตรที่ระดับน้ำทะเลในวันฟ้าใส พลังงานที่ตกบนพื้นผิวลดลงตามค่าโคไซน์ของมุมระหว่างดวงอาทิตย์กับแนวตั้งฉากของพื้นผิว และเมื่อแสงมาในมุมต่ำก็ต้องเดินทางผ่านบรรยากาศมากขึ้น

แบบจำลองแสดงเฉพาะผลของโคไซน์สำหรับแผงที่วางราบ กำลังจริงยังขึ้นกับอากาศ อุณหภูมิ และตัวแผงเอง

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: Wikipedia: Solar irradiance

บทที่ V · ขีดจำกัด

เพดาน

ทำไมไม่มีเซลล์ใดเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าได้ทั้งหมด

ไม่มีเซลล์ใดใช้แสงอาทิตย์ได้ทั้งหมด โฟตอนที่มีพลังงานน้อยกว่าแถบช่องว่างพลังงาน รวมถึงอินฟราเรดส่วนใหญ่ จะทะลุผ่านไปเฉย ๆ

ส่วนโฟตอนที่มีพลังงานมากกว่าก็ปลดอิเล็กตรอนได้เช่นกัน แต่พลังงานส่วนเกินจะกลายเป็นความร้อนแทบทันที นี่คือการสูญเสียที่มากที่สุด

ปี 1961 วิลเลียม ชอกลีย์ และฮันส์-โยอาคิม ไควส์เซอร์ คำนวณเพดานที่เกิดจากเรื่องนี้สำหรับรอยต่อเดียว งานที่ตามมาระบุว่าอยู่ราวสามสิบสามเปอร์เซ็นต์ และสามสิบสองสำหรับซิลิคอน

ลองเลือกโฟตอน แล้วดูว่าพลังงานของมันไปอยู่ที่ไหน

**แผงที่ร้อน** พลังงานที่ใช้ไม่ได้ทำให้แผงร้อน และเซลล์ที่ร้อนขึ้นจะให้แรงดันต่ำลง ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

ส่วนเกินกลายเป็นความร้อน	~33
อ่อนเกินไป: ทะลุผ่าน	~19
เซลล์ที่อุ่นแผ่รังสีออกไป	~7
เหลือเป็นไฟฟ้า สูงสุด	~32

พลังงานแสงอาทิตย์ไปไหนในเซลล์ซิลิคอน (Wikipedia) ตัวเลขปัดเศษ การสูญเสียย่อยอื่น ๆ กินส่วนที่เหลือราว 9% ส่วน 7% คือการแผ่รังสีแบบวัตถุดำที่เซลล์ซึ่งอยู่ในอุณหภูมิห้องปล่อยออกมา

~33%: แถบช่องว่างที่ดีที่สุด 1.34 eV
~32%: ซิลิคอน 1.1 eV

ขีดจำกัดชอกลีย์–ไควส์เซอร์ รอยต่อเดียว

อินฟราเรด 0.9 eV: ทะลุผ่าน
แดง 1.8 eV: ราว 0.7 eV กลายเป็นความร้อน
น้ำเงิน 2.8 eV: ราว 1.7 eV กลายเป็นความร้อน

โฟตอนสามตัวในซิลิคอน (แถบช่องว่าง 1.12 eV)

บทที่ V · ขีดจำกัด

ขีดจำกัดชอกลีย์–ไควส์เซอร์

PVEducation: โฟตอนที่มีพลังงานน้อยกว่าแถบช่องว่างพลังงานจะทะลุผ่านสารกึ่งตัวนำเหมือนมันโปร่งใส ส่วนโฟตอนที่มีพลังงานมากกว่าจะถูกดูดกลืนได้ดี แต่พลังงานส่วนเกินจะสูญเปล่าเป็นความร้อนเมื่ออิเล็กตรอนตกกลับลงมาที่ขอบแถบพลังงาน Wikipedia: วิลเลียม ชอกลีย์ และฮันส์-โยอาคิม ไควส์เซอร์ ตีพิมพ์ขีดจำกัดนี้ในปี 1961 การคำนวณภายหลังที่ใช้สเปกตรัมแสงอาทิตย์จริงได้ราว 33–34% สำหรับเซลล์รอยต่อเดียวที่มีแถบช่องว่าง 1.34 eV และราว 32% สำหรับซิลิคอนที่ 1.1 eV (ราว 29.4% เมื่อรวมการสูญเสียภายในอีกแบบที่เรียกว่าการรวมตัวแบบออเจอร์) สำหรับซิลิคอน พลังงานแสงอาทิตย์ราว 19% อยู่ต่ำกว่าแถบช่องว่าง การสูญเสียพลังงานส่วนเกินคิดเป็นราวหนึ่งในสามของแสงที่เข้ามา และการแผ่รังสีแบบวัตถุดำที่เซลล์ในอุณหภูมิห้องปล่อยออกมากินไปราว 7%

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: PVEducation: absorption of light (photons below, at and above the band gap); Wikipedia: Shockley–Queisser limit

บทที่ V · ขีดจำกัด

เข้าใกล้ได้แค่ไหน

จากหกเปอร์เซ็นต์สู่เพดาน

เซลล์จริงยังเสียไปอีกเล็กน้อย แสงบางส่วนสะท้อนออกจากผิว เส้นโลหะสร้างเงาเล็ก ๆ และเซลล์ที่ร้อนก็ให้แรงดันต่ำลง

ตามข้อมูลของสถาบันฟราวน์โฮเฟอร์ของเยอรมนี แผงเชิงพาณิชย์พัฒนาจากราวสิบเจ็ดเปอร์เซ็นต์จนเกือบถึงยี่สิบห้า และเซลล์ซิลิคอนที่ดีที่สุดในห้องปฏิบัติการทำได้เกือบยี่สิบแปด

เพื่อทะลุเพดานนี้ นักวิจัยซ้อนวัสดุสองชนิดที่มีแถบช่องว่างต่างกัน เซลล์ที่ซ้อนซิลิคอนกับผลึกชนิดใหม่ที่เรียกว่าเพอรอฟสไกต์ (perovskite) ทะลุเพดานได้ครั้งแรกในปี 2023 และพอถึงกรกฎาคม 2026 เซลล์ในห้องปฏิบัติการก็ทำได้สามสิบห้าจุดห้าเปอร์เซ็นต์

แสงสะท้อนออกจากผิว
เงาของเส้นโลหะ
ความร้อนทำให้แรงดันลดลง

การสูญเสียเพิ่มเติมในเซลล์จริง

เบลล์แล็บส์ 1954	~6
แผงเชิงพาณิชย์ ช่วงก่อน	~17
แผงเชิงพาณิชย์ ตอนนี้	<25
เซลล์ซิลิคอนดีที่สุดในแล็บ	27.9
แทนเด็ม 2023	33.9
แทนเด็ม 2026	35.5

ประสิทธิภาพ (APS; Fraunhofer ISE; Wikipedia; pv magazine) แทนเด็ม: เพอรอฟสไกต์ซ้อนบนซิลิคอน เซลล์ในห้องปฏิบัติการ สถิติปี 2026 เป็นของ LONGi รับรองโดยห้องปฏิบัติการ ESTI ของสหภาพยุโรป

ซ้อนสองแถบช่องว่าง: ราว 42% ตามทฤษฎี
สามชั้น: ราว 49%
แต่ละชั้นรับแสงในช่วงของตัวเอง

เกินกว่ารอยต่อเดียว (Wikipedia)

**เซลล์แบบซ้อนชั้น** ชั้นบนรับแสงช่วงสีน้ำเงิน ส่วนซิลิคอนด้านล่างรับช่วงสีแดงและอินฟราเรดใกล้ ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

บทที่ V · ขีดจำกัด

ประสิทธิภาพในวันนี้

รายงาน Photovoltaics Report ของ Fraunhofer ISE (ฉบับ 14 กรกฎาคม 2026): ประสิทธิภาพของแผงซิลิคอนเชิงพาณิชย์เพิ่มจากราว 17% จนเกือบ 25% เซลล์ในห้องปฏิบัติการทำได้สูงสุด 27.9% สำหรับซิลิคอนผลึกเดี่ยว และ 26.9% สำหรับเพอรอฟสไกต์ Wikipedia: การซ้อนเซลล์ที่มีแถบช่องว่างต่างกัน (เซลล์หลายรอยต่อหรือแทนเด็ม) ทำได้เกินขีดจำกัดของรอยต่อเดียว โดยขีดจำกัดทางทฤษฎีของสองชั้นอยู่ที่ราว 42% ปี 2023 เซลล์แทนเด็มซิลิคอน–เพอรอฟสไกต์ทำได้ 33.9% เป็นเซลล์ที่ใช้ซิลิคอนเซลล์แรกที่ทะลุขีดจำกัดชอกลีย์–ไควส์เซอร์ pv magazine รายงานเมื่อ 15 กรกฎาคม 2026 ว่า LONGi ประกาศเซลล์แทนเด็มเพอรอฟสไกต์–ซิลิคอนแบบสองขั้วที่มีประสิทธิภาพ 35.5% ซึ่งได้รับการรับรองอย่างอิสระโดย European Solar Test Installation (ESTI) ของศูนย์วิจัยร่วมแห่งคณะกรรมาธิการยุโรป การสะท้อน เงาของขั้วโลหะ และความร้อน เป็นการสูญเสียเพิ่มเติมในทางปฏิบัติ ตัวเลขปี 1954 มาจาก APS News

ในแบบจำลอง โฟตอนบางตัวสะท้อนออกจากผิวด้านบนเพื่อแสดงการสะท้อนแสง

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report (version of 14 July 2026); Wikipedia: Shockley–Queisser limit; pv magazine (15 Jul 2026): LONGi sets new world record with 35.5%-efficient perovskite-silicon tandem cell; APS News: April 25, 1954, Bell Labs demonstrates the first practical silicon solar cell

บทที่ VI · การผลิตแผง

จากทรายสู่แผง

ห่วงโซ่ห้าขั้น ส่วนใหญ่อยู่ในประเทศเดียว

นี่คือความรู้ที่ร่างของจีนพูดถึง การทำแผงโซลาร์มีห้าขั้นตอน ขั้นแรก ซิลิคอนจากทรายควอตซ์ถูกทำให้บริสุทธิ์เป็นโพลีซิลิคอน (polysilicon) คือซิลิคอนที่บริสุทธิ์มากและประกอบด้วยผลึกเล็ก ๆ จำนวนมาก

จากนั้นนำไปหลอม แล้วดึงผลึกก้อนใหญ่ก้อนเดียวที่เรียกว่าอินกอต (ingot) ขึ้นจากน้ำซิลิคอนหลอม ลวดตัดเคลือบเพชรหั่นมันเป็นเวเฟอร์บาง ๆ ซึ่งนำไปทำเป็นเซลล์ แล้วประกอบเป็นแผง

ตามข้อมูลของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ณ สิ้นปี 2021 จีนมีกำลังการผลิตส่วนใหญ่ของโลกในทุกขั้น ราว 79% สำหรับโพลีซิลิคอน เวเฟอร์ 97% เซลล์ 85% และแผง 75% ลองเลือกดูทีละขั้น

**การดึงอินกอต** ผลึกตั้งต้นแตะซิลิคอนหลอมเหลวแล้วถูกดึงขึ้นช้า ๆ (วิธีโซคราลสกี) ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

**เวเฟอร์** ผงที่เกิดจากการตัดเรียกว่าเคิร์ฟ (kerf) คือซิลิคอนราคาแพงที่สูญไป ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

โพลีซิลิคอน	79 %
เวเฟอร์	97 %
เซลล์	85 %
แผง	75 %

สัดส่วนกำลังการผลิตของจีนในโลก สิ้นปี 2021 (IEA)

บทที่ VI · การผลิตแผง

ห่วงโซ่การผลิต

กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ: ซิลิคอนเกรดโลหะวิทยาที่ทำจากทรายควอตซ์ถูกเปลี่ยนเป็นก๊าซด้วยไฮโดรเจนและคลอรีน แล้วนำซิลิคอนไปเกาะบนไส้ร้อนหรือเม็ดเล็ก ๆ ได้เป็นโพลีซิลิคอน “ผลิตภัณฑ์ซิลิคอนผลึกละเอียดความบริสุทธิ์สูง” โพลีซิลิคอนถูกหลอม แล้วดึงอินกอตผลึกเดี่ยวขึ้นมาโดยแตะผลึกตั้งต้นเล็ก ๆ กับน้ำซิลิคอนหลอมแล้วค่อย ๆ ดึงขึ้น (วิธีโซคราลสกี) ลวดตัดเคลือบเพชรหั่นอินกอตเป็นเวเฟอร์ และผงที่ได้จากการตัดเรียกว่าเคิร์ฟ เวเฟอร์ถูกทำผิวขรุขระ เจือสาร และใส่ขั้วโลหะเพื่อทำเป็นเซลล์ แล้วเซลล์ก็ประกอบเป็นแผง แหล่งข้อมูลใช้ตัวเลขสองชุด บทสรุปรายงานของ IEA ปี 2022 ระบุว่าสัดส่วนของจีนในทุกขั้นตอนการผลิตแผงโซลาร์เกิน 80% ซึ่งเป็นสภาพในปี 2022 ส่วนแผนภูมิของ Canary Media จากข้อมูลกำลังการผลิต ณ สิ้นปี 2021 ในรายงานเดียวกัน แสดงแยกตามขั้นว่าจีนมีกำลังการผลิตโพลีซิลิคอน 79% เวเฟอร์ 97% เซลล์ 85% และแผง 75% รายงานของ IEA ปี 2024 ระบุว่าจีนประเทศเดียวมีกำลังการผลิตแผงมากกว่า 80% และเวเฟอร์ 95%

ตัวเลขของ IEA เป็นสัดส่วนของกำลังการผลิต ไม่ใช่ผลผลิตจริง และขั้นอินกอตไม่มีตัวเลขแยกในแผนภูมิที่ใช้ที่นี่

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: US Department of Energy: solar photovoltaic manufacturing basics; IEA (2022): Solar PV Global Supply Chains, executive summary; Canary Media (Dec 2022): China’s share of each solar manufacturing stage, from the IEA report; IEA (2024): Advancing Clean Technology Manufacturing, executive summary

บทที่ VI · การผลิตแผง

ทำไมความรู้จึงสำคัญ

ถูกลง และกลายเป็นเรื่องที่ถกเถียง

การผลิตขนาดใหญ่ทำให้ราคาลดลง สำนักงานพลังงานหมุนเวียนระหว่างประเทศ (IRENA) ระบุว่าต้นทุนการสร้างโรงไฟฟ้าแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ในปี 2024 ต่ำกว่าปี 2010 ถึงแปดสิบเจ็ดเปอร์เซ็นต์

IEA เคยเตือนว่าการที่ห่วงโซ่ส่วนใหญ่อยู่ในประเทศเดียวเป็นความเสี่ยง และเรียกร้องให้ผลิตแผงในหลายพื้นที่มากขึ้น ส่วนกระทรวงของจีนระบุว่าร่างของตนครอบคลุมเฉพาะเทคโนโลยีที่เกินเกณฑ์ที่กำหนด ไม่รวมตัวแผงเอง

ส่วนในประเทศไทย โครงการของรัฐตั้งเป้าในระยะแรกว่าจะช่วยให้ห้าแสนครัวเรือนติดแผงโซลาร์บนหลังคาได้

−87%: ต้นทุนติดตั้ง 2010–2024
$691: ต่อกิโลวัตต์ที่ติดตั้ง ปี 2024
41%: ถูกกว่าทางเลือกฟอสซิลใหม่ที่ถูกที่สุด

โรงไฟฟ้าแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ (IRENA ผ่าน pv magazine)

IEA (2022): การกระจุกตัวเป็นความเสี่ยง ควรกระจาย
กระทรวงของจีน (2026): ความมั่นคงของชาติ เฉพาะที่เกินเกณฑ์
ร่างยังเปิดรับความเห็น

สองมุมมอง ห่างกันสี่ปี

**หลังคาบ้านในประเทศไทย** ระยะแรก: 500,000 ครัวเรือน อุปกรณ์ต้องได้มาตรฐาน IEC หรือ มอก. ภาพนิ่งสร้างด้วย AI

บทที่ VI · การผลิตแผง

ต้นทุน การกระจุกตัว และประเทศไทย

pv magazine รายงานข้อมูลจากรายงาน Renewable Power Generation Costs in 2024 ของ IRENA: ต้นทุนติดตั้งรวมเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักทั่วโลกของโรงไฟฟ้าแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ลดลง 87% นับจากปี 2010 เหลือ 691 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ และในปี 2024 ไฟฟ้าแสงอาทิตย์ถูกกว่าทางเลือกเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ต้นทุนต่ำที่สุด 41% รายงานห่วงโซ่อุปทานของ IEA ปี 2022 พบว่าสัดส่วนของจีนในทุกขั้นตอนการผลิตสูงกว่า 80% เรียกการกระจุกตัวระดับนี้ว่าเป็น “จุดเปราะบางอย่างมาก” และระบุว่า “การกระจายแหล่งผลิตช่วยลดความเปราะบางของห่วงโซ่อุปทานได้” ส่วนกระทรวงของจีนระบุว่าร่างปี 2026 ใช้เฉพาะกับเทคโนโลยีที่เกินเกณฑ์ที่กำหนด และไม่รวมสินค้าที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีในบัญชี (Geopolitechs) สำหรับประเทศไทย pv magazine รายงานเมื่อ 5 สิงหาคม 2026 ว่าการไฟฟ้านครหลวงและการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคเปิดขึ้นทะเบียนผู้ติดตั้งและอุปกรณ์โซลาร์ สำหรับโครงการเปลี่ยนผ่านพลังงานวงเงิน 200,000 ล้านบาท ซึ่งระยะแรกตั้งเป้าให้ 500,000 ครัวเรือนติดตั้งโซลาร์บนหลังคาได้ IEA PVPS ระบุว่าประเทศไทยมีโซลาร์บนหลังคา 3,310 เมกะวัตต์พีค ในปี 2024

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: pv magazine (23 Jul 2025): IRENA, Renewable Power Generation Costs in 2024; IEA (2022): Solar PV Global Supply Chains, executive summary; Geopolitechs: summary of MOFCOM–MOST Announcement No. 48 of 2026 and its photovoltaic items; pv magazine (5 Aug 2026): Thailand registers solar installers and equipment ahead of a rooftop PV expansion; IEA PVPS: Thailand country page (installed PV by type, 2024)

บทส่งท้าย

กับดักแสง

ปลด ผลัก เก็บ

แผงโซลาร์จึงเป็นกับดักแสง และเซลล์รอยต่อเดียวจับได้เพียงราวหนึ่งในสาม ส่วนเซลล์แทนเด็มที่ซ้อนสองชั้นอาจไปได้ถึงราวสี่สิบสองเปอร์เซ็นต์ตามทฤษฎี

ความรู้ในการผลิตเซลล์และแผงเหล่านี้ ไม่ใช่แสงอาทิตย์ คือสิ่งที่ร่างประกาศของจีนเมื่อตุลาคมเสนอให้ควบคุม

1839 แบ็กเกอแรล: แสงสร้างกระแส
1954 เซลล์ซิลิคอนเบลล์แล็บส์ ~6%
1961 ขีดจำกัดชอกลีย์–ไควส์เซอร์
2023 เซลล์แทนเด็มทะลุเพดาน 33.9%
ก.ค. 2026 สถิติเซลล์แทนเด็ม 35.5%
ต.ค. 2026 ร่างบัญชีควบคุมการส่งออกของจีน

หมุดหมาย

**แสงอาทิตย์บนแผง** ภาพนิ่งและภาพประกอบทั้งหมดในภาพยนตร์นี้สร้างด้วย AI

บทส่งท้าย · แหล่งข้อมูล

แผงโซลาร์เซลล์ทำงานอย่างไร

โฟตอน แถบช่องว่างพลังงาน การเจือสาร รอยต่อพี-เอ็น อินเวอร์เตอร์ และขีดจำกัดชอกลีย์–ไควส์เซอร์ เป็นฟิสิกส์และวิศวกรรมที่ได้รับการยืนยันแล้ว มีอยู่ในตำราเรียนและแหล่งข้อมูลด้านล่าง ตัวเลขด้านตลาดอ้างอิงหน่วยงานที่เผยแพร่พร้อมวันที่ ส่วนร่างประกาศของจีนเมื่อตุลาคม 2026 เป็นข้อเสนอที่ยังเปิดรับความเห็น และเล่าไว้ตามที่มีการรายงาน

ผลึก เซลล์ โฟตอน และประจุในภาพสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง ภาพนิ่งทั้งหมดสร้างด้วย AI

แหล่งข้อมูล: South China Morning Post (16 Oct 2026): China mulls new tech export bans covering AI, biotech and solar power; CGTN (16 Oct 2026): China mulls export curbs on AI, biomedicine and solar tech; MLex (16 Oct 2026): China proposes new AI, biotech, solar technology export curbs; Geopolitechs: summary of MOFCOM–MOST Announcement No. 48 of 2026 and its photovoltaic items; PVEducation: energy of a photon (E = hc/λ; E in eV = 1.24/λ in µm); PVEducation: absorption of light (photons below, at and above the band gap); APS News: April 25, 1954, Bell Labs demonstrates the first practical silicon solar cell; NobelPrize.org: the Nobel Prize in Physics 1921; Energy Education (University of Calgary): photovoltaic cell; University of Bristol, School of Chemistry: how solar cells work (n-type and p-type silicon); US Department of Energy: solar photovoltaic cell basics; US Department of Energy: solar photovoltaic manufacturing basics; US Department of Energy: solar integration, inverters and grid services basics; Wikipedia: Solar irradiance; Wikipedia: Shockley–Queisser limit; Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report (version of 14 July 2026); IEA (2022): Solar PV Global Supply Chains, executive summary; Canary Media (Dec 2022): China’s share of each solar manufacturing stage, from the IEA report; IEA (2024): Advancing Clean Technology Manufacturing, executive summary; pv magazine (15 Jul 2026): LONGi sets new world record with 35.5%-efficient perovskite-silicon tandem cell; pv magazine (23 Jul 2025): IRENA, Renewable Power Generation Costs in 2024; pv magazine (5 Aug 2026): Thailand registers solar installers and equipment ahead of a rooftop PV expansion; IEA PVPS: Thailand country page (installed PV by type, 2024)