โซลาร์เซลล์ชนิดใหม่ใสเหมือนกระจก คลื่นเทคโนโลยีลูกใหม่ที่กำลังจะมาถึง

เทคโนโลยีใหม่จากผลงานวิจัยของทีมนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนสเตต (MSU) เป็นโซลาร์เซลล์ชนิดใหม่ที่ใสเหมือนกระจก สามารถดูดซับพลังงานที่เรามองไม่เห็นแล้วเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า นี่คือคลื่นเทคโนโลยีลูกใหม่ศักยภาพสูงที่กำลังจะมาถึง ให้เรานำไปใช้งานในอนาคตอันใกล้นี้

พลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงกำลังเติบโตอย่างรวดเร็วราวติดจรวด มันยังเป็นพลังงานสะอาดที่มีราคาถูกที่สุดในหลายประเทศอีกด้วย โซลาร์เซลล์คือหัวใจของการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้งาน ท่ามกลางการแข่งขันกันพัฒนาโซลาร์เซลล์อย่างเข้มข้นถึงพริกถึงขิง ทั้งในแง่ประสิทธิภาพ น้ำหนัก สีสัน และความยืดหยุ่นโค้งงอได้ โซลาร์เซลล์ชนิดโปร่งใสเป็นสิ่งที่หลายคนอยากให้มีจริงโดยเร็ว ด้วยเล็งเห็นถึงศักยภาพที่จะสามารถนำมาใช้เป็นหน้าต่างและผนังของอาคารบ้านเรือน ตึกสูง และรถยนต์ได้เหมือนกระจก แต่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ด้วย

ทีมวิจัยที่ MSU นำโดย Richard Lunt ได้ริเริ่มพัฒนาตัวรวมรังสีอาทิตย์ (Luminescent Solar Concentrator, LSC) ชนิดโปร่งใสได้สำเร็จตั้งแต่เมื่อปี 2014 โซลาร์เซลล์ชนิดใหม่นี้ทำจากโมเลกุลสารอินทรีย์ขนาดเล็กที่สามารถดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงคลื่นที่มองไม่เห็นได้แก่ ช่วงคลื่น UV และช่วงคลื่น NIR (Near Infrared) พลังงานนี้จะถูกส่งไปเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า แต่ตอนแรกประสิทธิภาพยังต่ำอยู่มาก

นักวิจัยได้ทำการพัฒนาเรื่อยมาจนมีประสิทธิภาพสูงในระดับหนึ่งที่ทำให้พวกเขาเชื่อว่าการใช้งานโซลาร์เซลล์ชนิดโปร่งใสนี้ร่วมกับแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาจะมีศักยภาพที่ใกล้เคียงกับความต้องการไฟฟ้าของทั้งสหรัฐอเมริกา และสามารถลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลลงได้อย่างมหาศาล

“โซลาร์เซลล์ชนิดโปร่งใสเป็นตัวแทนของคลื่นแห่งอนาคตสำหรับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์” Lunt กล่าว “เราได้วิเคราะห์ศักยภาพของมันพบว่าโดยการเก็บเกี่ยวเฉพาะแค่เพียงแสงที่มองไม่เห็น โซลาร์เซลล์นี้สามารถให้ศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าได้เหมือนกับแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา ขณะที่มันสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้ดีกว่ากับอาคาร รถยนต์ สมาร์ทโฟนและอุปกรณ์พกพา”

 

Kurt Stepnitz

 

ในงานวิจัยใหม่ Lunt และทีมวิจัยได้ตรวจสอบประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์ชนิดโปร่งใสและประมาณว่าถ้าหากใช้แผงโซลาร์เซลล์โปร่งใสแทนพื้นผิวกระจกทั่วสหรัฐได้สัก 5 – 7 พันล้านตารางเมตร จะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ถึง 40% ของการใช้ทั้งประเทศ ซึ่งพอๆกับศักยภาพของแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา และหากรวมศักยภาพของโซลาร์เซลล์ทั้งสองชนิดเข้าด้วยกัน มันแทบจะเพียงพอสำหรับความต้องการไฟฟ้าของทั้งประเทศ ขณะที่ในปัจจุบันสหรัฐใช้ไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์เพียง 1% เท่านั้น

ไม่เพียงแต่อาคารเท่านั้นที่ใช้ประโยชน์จากโซลาร์เซลล์โปร่งใสได้ รถยนต์ไฟฟ้าสามารถนำไปเพิ่มระยะทางในการขับขี่ สมาร์ทโฟนและอุปกรณ์พกพาก็สามารถนำไปใช้เพิ่มระยะเวลาใช้งานของแบตเตอรี่ได้ด้วย ทุกอย่างเป็นไปได้ง่ายขึ้นด้วยคุณสมบัติโปร่งใสของมัน

อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ที่โซลาร์เซลล์ใหม่นี้ทำได้อยู่ที่ 5% เท่านั้น เปรียบเทียบกับโซลาร์เซลล์ที่ใช้งานในปัจจุบันซึ่งมีประสิทธิภาพราว 15 – 18% ถือว่ายังค่อนข้างต่ำแต่มันก็เพิ่งเริ่มต้นยังพัฒนาได้อีกมาก

“นั่นคือสิ่งที่เรากำลังทำอยู่” Lunt กล่าว “แผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้งานในปัจจุบันถูกพัฒนามานาน 5 ทศวรรษ แต่เราพัฒนาโซลาร์เซลล์โปร่งใสมาแค่ 5 ปีเท่านั้น เทคโนโลยีนี้จะเป็นความหวังสำหรับการใช้งานโซลาร์เซลล์โปร่งใสที่ราคาไม่แพง ทั้งบนพื้นผิวเล็กๆและพื้นผิวขนาดใหญ่ที่เราไม่เคยได้ใช้งานมาก่อน”

 

ที่มา :
https://www.sciencealert.com/transparent-solar-cells-satisfy-40-of-american-power-needs-see-through-light

https://www.takieng.com/stories/6110?fbclid=IwAR2l2gwqpfmYHeKDclwG7vZSg0mPv__FAGm_Ok6V8-U2SmgBgtYoQbqGUGE


TOP