โซลาร์เซลล์ถูกและดีกำลังจะมีจริง

ภาควิชาวิทยาศาสตร์ประยุกต์และวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยโตรอนโต (University of Toronto) ทดลองสร้างนวัตกรรมใหม่ ผลิตโซลาร์เซลล์ที่มีขั้นตอนง่ายเหมือนการพิมพ์หนังสือพิมพ์ ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ ได้เป็นเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ราคาประหยัดและมีประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานมากกว่าโซลาร์เซลล์แบบเดิม

โซลาร์เซลล์ในท้องตลาดทั่วไปทำจากผลึกซิลิกอน ซึ่งมีราคาแพง มีขั้นตอนการผลิตที่ยุ่งยาก เพราะการทำให้ซิลิกอนมีความบริสุทธิ์ต้องใช้อุณหภูมิประมาณ 1,000 องศาเซลเซียส ทำให้หลายปีมานี้ ผลึกโซลาร์เซลล์ perovskite ได้รับความนิยมมากขึ้น

perovskite คือโซลาร์เซลล์ที่เกิดจากวัสดุผสมระหว่างตะกั่วหรือดีบุกกับเฮไลด์ ใช้เป็นชั้นดูดซับกักเก็บและเปลี่ยนพลังงาน เกิดจากปฏิกิริยาการสังเคราะห์ที่ไม่ยุ่งยากจากธาตุที่หาได้ทั่วไป

งานวิจัยของมหาวิทยาลัยโตรอนโตนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Science ในหัวข้อ ‘Efficient and Stable Solution-processed Planar Perovskite Solar cells via Contact Passivation’ ระบุว่า perovskite สามารถผสมกับสารละลายเป็น solar ink และใช้พิมพ์กับเครื่องพิมพ์สามมิติเป็นฟิล์มบางๆ บนวัสดุต่างๆ ทั้งพลาสติก กระจก และวัสดุอื่นๆ

ศาสตราจารย์เท็ด ซาร์เจนท์ ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานแสงอาทิตย์บอกว่า “โซลาร์เซลล์ perovskite ทำให้เราใช้เทคนิคในอุตสาหกรรมการพิมพ์ที่มีอยู่แล้วผลิตโซลาร์เซลล์ราคาถูกได้”

perovskite ใช้นาโนเทคโนโลยียึดติดกับผลึกที่เล็กกว่าเส้นผม 1,000 เท่า การยึดติดแน่นหนาทำให้อิเล็กตรอนในวัสดุดูดซับแสงนี้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเกิดปฏิกิริยาในอุณหภูมิสูงสุดไม่เกิน 150 องศาเซลเซียส เทียบกับเทคโนโลยีแบบเก่าซึ่งมีอุณหภูมิสูงจนทำให้วัสดุบางชนิดละลาย

เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีความบางเบานี้มีคุณสมบัติดูดซับแสงได้ดีกว่าซิลิกอน ค่าประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของ perovskite คือ 20.1 เปอร์เซ็นต์ (มาตรฐานทั่วไป 15-20 เปอร์เซ็นต์) บนพื้นที่ 0.049 ตารางเซนติเมตร และคงค่าประสิทธิภาพนี้ไว้ได้ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ แม้ใช้งานนาน 500 ชั่วโมง

เนื่องจากเป็นปฏิกิริยาการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ที่มีอุณหภูมิต่ำ และสามารถพิมพ์ลงบนพื้นผิวของวัสดุหลายชนิด อีกไม่นาน perovskite จะถูกนำไปประยุกต์ใช้งานได้อีกมาก เช่น ทำเคสโทรศัพท์มือถือ หน้าต่างที่ผลิตพลังงานได้ หรือแม้แต่ใช้ร่วมกับเทคโนโลยีโซลาร์ที่มีอยู่เดิม

ไฮเรน ทาน จากทีมวิจัยมหาวิทยาลัยโตรอนโต บอกถึงโครงการวิจัยที่จะเกิดขึ้นในอนาคตว่า “ด้วยอุณหภูมิที่ต่ำ เราสามารถวาง perovskite บนซิลิกอนได้โดยตรง และในอนาคต วัสดุที่ผสมกัน (perovskite-silicon) จะทำให้มีค่าประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานมากขึ้นถึง 30 เปอร์เซ็นต์”

 


อ้างอิงข้อมูลจาก: digitaljournal.com
sciencedaily.com
rdmag.com
printedelectronicsworld.com

 

Editorial Staffโซลาร์เซลล์ถูกและดีกำลังจะมีจริง

Related Posts

ปักกิ่งในม่านหมอก

กว่าหนึ่งสัปดาห์แล้วที่ท้องฟ้าของกรุงปักกิ่งและหลายเมืองทางตอนเหนือของจีนถูกปกคลุมด้วยเมฆหมอกควันพิษ ยอดตึกระฟ้าทั้งหลายแทบหายไปในอากาศ โดยมีสาเหตุหลักๆ มาจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน

ภายใต้ดวงอาทิตย์นี้ ไม่มีที่ใดที่ Solar Cell ผลิตไฟฟ้าไม่ได้

ใครบอกว่า แผ่นพลังงานแสงอาทิตย์ (solar cell) ต้องอยู่แต่ที่สูงๆ บนหลังคาบ้าน หรือจะถางรกถางพงทำ solar farm ก็เปลืองที่ปลูกข้าวโพด ในเมื่อแสงอาทิตย์มีอยู่ทุกที่ พื้นถนนร้อนๆ นั่นไง ถ้าเอา solar cell ไปวางบนนั้นได้ ทำไมจะผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ไม่ได้

พลังสก็อตติช

เดือนที่แล้ว มีข้อมูลระบุว่า ฟาร์มกังหันลมในสก็อตแลนด์สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่ระบบโครงข่ายได้เกือบเพียงพอกับความต้องการของทุกครัวเรือน โดยชาวสก็อตติชหวังว่า ในอีกทศวรรษข้างหน้า พลังงานหมุนเวียนอย่างพลังงานลมและแสงอาทิตย์จะเข้ามาเป็นแหล่งพลังงานหลักของประเทศ