การค้นพบสสารใหม่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตของโซล่าเซลล์

(ที่มาของรูปภาพ website : genesis nanotech)

สสารใหม่ ราคาแผงโซล่าเซลล์ที่วางจำหน่ายในท้องตลาดปรับตัวลดลงอย่างต่อเนื่องเป็นเวลามากกว่า 2 ปี ติดต่อกัน เนื่องด้วยอุตสาหกรรมพลังงานหมุนเวียนเติบโตอย่างต่อเนื่องและความต้องการพลังงานทดแทนของตลาดพลังงานสูงขึ้นเรื่อย ๆ ส่งผลต่อภาพรวมอุตสาหกรรมผู้ผลิตแผงโซล่าเซลล์ส่วนใหญ่ขยายขนาดโรงงานผลิตทำให้ต้นทุนลดลง อีกทั้งกลุ่มนักวิจัยจากหลากหลายสาขาอาชีพมุ่งหน้าพัฒนาแผงโซล่าเซลล์อย่างต่อเนื่องลึกลงไปในระดับโมเลกุลของเนื้อสารที่ใช้ผลิตแผงโซล่าเซลล์กันเลยทีเดียว
การพัฒนาประสิทธิภาพของแผงโซล่าเซลล์ในยุคปัจจุบันต้องแยกเนื้อสารที่ใช้ผสมโซล่าเซลล์ให้มีความบริสุทธิ์ แผงโซล่าในยุคปัจจุบันจำเป็นต้องพึ่งเทคโนโลยีที่สามารถสกัดสารซิลิคอนที่เรียกได้ว่าเกือบบริสุทธิ์ 100 % ไร้ที่ติในระดับอนุภาค ซึ่งเรื่องนี้เป็นสิ่งสำคัญมากต่อแผงโซล่าเซลล์หากซิลิคอนไม่บริสุทธิ์จะส่งผลต่อประสิทธิภาพในการไหลเวียนของอิเล็กตรอนของวงจร

แผงโซล่าเนื้อซิลิคอน (ที่มาของรูปภาพ website : phys.org)

กระแสใหม่ของกลุ่มนักวิจัยพลังงานโซล่าเซลล์กำลังเปลี่ยนทิศทางการพัฒนาประสิทธิภาพแผงโซล่าจากสาร ซิลิคอน เป็นสสาร perovskite ซึ่งในช่วงระยะเวลาไม่กี่ปีที่ผ่านมาประสิทธิภาพของโซล่าเซลล์ perovskite ได้ดีดตัวสูงขึ้นจาก 2.2% มาเป็น 25.5 % ในเวลาอันรวดเร็ว ซึ่งความถี่ในการพัฒนาของสสารตัวใหม่นี้มีผลตอบรับที่ดีกว่าแผงโซล่าเซลล์ ชนิดอื่น ๆ ซึ่งสสาร perovskite ชนิดนี้ได้ถูกค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ ว่ามีศักยภาพสูงในการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ มีต้นทุนการผลิตที่ต่ำ เพื่อที่จะเปลี่ยนสสาร perovskite ให้เป็นแหล่งสสารพลังงานวงจรโซล่าจะนำสสาร perovskiteไปประกบคู่กับสสาร Tin dioxide และวางลงบนเนื้อกระจกและทับอีกชั้นด้วยแผ่นเหล็ก โดยส่วนใหญ่มักจะใช้ทองหรือเงิน

ชั้นของวัสดุในแผงโซล่าชนิด perovskite (ที่มาของรูปภาพ website : solar choice)

สสาร perovskite เป็นการร่วมตัวกันของสารตะกั่วและแร่ที่มีธาตุฮาโลเจน เช่น สารไอโอดีน และสารชีวภาพ ที่มีการจัดเรียงโครงสร้างของ อนุภาค 3 ตัวเข้าด้วยกันอย่างแนบแน่น

โครงสร้างสะสาร perovskite (ที่มาของรูปภาพ website : solar choice)

เจ้าสสาร perovskite ตัวนี้มีจุดเด่นที่แตกต่างเป็นผลดีต่อการนำมาประกอบในแผงโซล่าเซลล์ เนื่องด้วยสสารชนิดนี้มีคุณสมบัติที่สามารถดูดซับแสงอาทิตย์ได้มากกว่าสารชนิดอื่น ๆ ในแผงโซล่า อาทิ สารซิลิคอนซึ่งประสิทธิภาพการดูดซับพลังงานของสสาร perovskite จะมีประสิทธิภาพสูงขึ้นเมือเนื้อวัสดุมีอุณหภูมิที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นเรื่องที่ดีในการติดตั้งภายนอกอาคาร และด้วยคุณสมบัติพิเศษอีกอย่างของสสาร perovskite มันสามารถถ่ายเทอิเล็กตรอนได้ดีมากและอิเล็กตรอนที่สูญเสียระหว่างทางพบน้อยสุด ๆ นั้นหมายความว่าสสาร perovskite นี้สามารถช่วยให้ตัวเปลี่ยนอิเล็กตรอนเป็นกระแสไฟฟ้าทำงานได้ดียิ่งขึ้น

เรียบเรียงโดย นายศาสตร์ณุพล วิเชียรกัลยารัตน์ ทีมงาน iEnergy Guru
เอกสารอ้างอิง

https://solarthermalmagazine.com/2017/08/15/continuing-efforts-to-improve-solar-cell-efficiency/
http://www.huffingtonpost.com/entry/organic-inorganic-hybrid-perovskite-solar-cell-could_us_58c2be76e4b0c3276fb783d8
https://www.solarchoice.net.au/blog/news/perovskites-the-next-solar-pv-revolution-240714

การค้นพบสสารใหม่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตของโซล่าเซลล์