อนาคตใหม่โซลาร์เซลล์ ! ผลิตไฟฟ้าจากแสงในอาคาร ได้ประสิทธิภาพสูงสุดเป็นประวัติการณ์

อย่างที่เราทราบกัน เทคโนโลยีโซลาร์เซลล์จะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ดีที่สุดก็ต่อเมื่อได้รับแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพเพียงพอหรือในพื้นที่แจ้ง แต่ล่าสุดนักวิจัยจาก University College London (UCL) ได้พัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดใหม่ ที่สามารถผลิตพลังงานจาก “แสงภายในอาคาร” ได้มีประสิทธิภาพสูงสุดเป็นประวัติการณ์ ช่วยลดปัญหาการใช้แบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้ง

ก้าวใหม่ของเซลล์แสงอาทิตย์แบบ ‘เพอรอฟสไกต์’

สำหรับเทคโนโลยีดังกล่าว เหล่านักวิจัยได้ปรับแต่งเซลล์แสงอาทิตย์ ‘เพอรอฟสไกต์’ (Perovskite) ที่นิยมในการทำแผงโซลาร์เซลล์กลางแจ้ง ซึ่งมีคุณสมบัติสามารถปรับแต่งให้ดูดซับแสงหรือช่วงความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจงได้

แม้ที่ผ่านมาเพอรอฟสไกต์ยังพบปัญหาเล็ก ๆ น้อย ๆ อย่างโครงสร้างผลึกที่รบกวนการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพลดลง และเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วก็ตาม โดยทางทีมวิจัยได้แก้ปัญหาเหล่านี้ ด้วยการเติม รูบิเดียมคลอไรด์ (rubidium chloride) ในระหว่างขั้นตอนการผลิต ช่วยให้ผลึกมีการเติบโตอย่างสม่ำเสมอ ลดการเกิดตำหนิ และแรงเค้น อีกทั้งยังใส่สารช่วยคงตัวอีก 2 ชนิด ป้องกันไม่ให้ ‘ไอออนฮาไลด์’ รวมตัวกันผิดปกติ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้การไหลของไฟฟ้าเกิดการสะดุด

ประสิทธิภาพและความทนทานที่สูงขึ้น

ด้วยวิธีนี้ทำให้สามารถยกระดับประสิทธิภาพ และความทนทานของเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นได้มากทีเดียว โดยสามารถแปลงพลังงานภายใต้อาคารที่มีความสว่างประมาณ 1,000 lux (หากนึกภาพไม่ออก สามารถเทียบได้กับสำนักงานที่มีความสว่างเพียงพอต่องานที่ต้องใช้สายตา) ได้ประสิทธิภาพถึง 37.6% ซึ่งถือว่าเป็นสถิติสูงสุดสำหรับอุปกรณ์ที่ออกแบบมาสำหรับใช้ในอาคาร

การทดลองใช้งานจริง ยังพบว่ามีประสิทธิภาพที่สูงกว่าเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์ในอาคารที่ดีที่สุดในตลาดปัจจุบันไปถึง 6 เท่า เลยทีเดียว อีกทั้งจากการทดสอบความทนทาน 100 วัน ยังพบว่าเซลล์แบบใหม่ยังสามารถรักษาประสิทธิภาพไว้ได้ถึง 92% เทียบกับแบบเก่าที่ 76%

นอกจากนี้ยังมีการทดสอบภายใต้สภาวะการใช้งานอย่างหนัก 300 ชั่วโมง ณ อุณหภูมิ 55°C ผลลัพธ์ที่ได้ก็ถือว่าน่าพอใจ ตัวเซลล์สามารถทำงานได้สูงถึง 76% ในขณะที่เซลล์แบบเก่าที่ประสิทธิภาพกลับตกลงต่ำกว่าครึ่ง

ยืดอายุการใช้งานให้นานกว่าเดิมหลายเท่า

ด้วยเทคโนโลยีนี้ ทำให้สามารถยืดอายุการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์สำหรับใช้ในอาคารไปได้ถึง 5 ปี จากเดิมที่สามารถใช้งานได้เพียงไม่กี่สัปดาห์หรือไม่กี่เดือนเท่านั้น เรียกว่าเป็นก้าวใหม่ครั้งสำคัญเลยทีเดียว

อนาคตของการลดการพึ่งพาแบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้งในอุปกรณ์กำลังไฟต่ำ

และยังเป็นประโยชน์อย่างมากกับอุปกรณ์ที่ใช้กำลังไฟต่ำที่อยู่รอบตัวเรา เช่น รีโมตคอนโทล, คีย์บอร์ด, เครื่องตรวจจับควัน และเซนเซอร์ต่าง ๆ โดยไม่ต้องพึ่งพาแบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้งอีกต่อไป เพิ่มทั้งความสะดวกสบาย และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ปัจจุบันมีอุปกรณ์นับพันล้านชิ้นที่ใช้พลังงานไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย และยังคงต้องพึ่งพาแบตเตอรี่แบบเปลี่ยนได้อยู่ ซึ่งไม่ยั่งยืนเอาเสียเลย การใช้พลังงานจากแสงในสภาพแวดล้อมรอบตัว ถือเป็นทางออกที่มีต้นทุนต่ำและทนทานมากกว่า

ดร. มุจตาบา อับดี จาเลบี (Dr. Mojtaba Abdi Jalebi) ผู้ช่วยศาสตราจารย์จาก UCL และผู้เขียนหลักของงานวิจัย กล่าว

นอกจากนี้เทคโนโลยีเพอรอฟสไกต์ยังมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนการผลิตที่ต่ำ เพราะมีวัตถุดิบที่สามารถหาได้ง่ายจากธรรมชาติ และยังผลิตได้ง่ายอีกด้วย โดยตอนนี้ทีมวิจัย UCL กำลังหารือกับภาคอุตสาหกรรมเพื่อขยายการผลิตเชิงพาณิชย์ โดยยังได้รับความร่วมมือจากประเทศต่าง ๆ ทั้ง สหราชอาณาจักร จีน และสวิตเซอร์แลนด์ พร้อมการสนับสนุนทุนจากหน่วยงานวิจัย และมหาวิทยาลัยอีกหลายแห่ง

ที่มา: Techspot

บดินทร์ ตันวิเชียร

'ช่างภาพ' ที่เขียนคอนเทนต์ได้ หาเงินซื้อเปียกให้แมว 3 ตัว ที่บ้าน