ทีมนักวิทยาศาสตร์จีนพัฒนาโซลาร์เซลล์ชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าในสภาวะคงตัวที่ระดับร้อยละ 28.04 สร้างสถิติโลกใหม่สำหรับโซลาร์เซลล์ประเภทนี้
การศึกษาเผยแพร่ทางออนไลน์ในวารสารเนเจอร์ (Nature) เมื่อวันที่ 13 ก.ค. ที่ผ่านมา ว่า คณะนักวิจัยที่นำโดยหลี่หย่งฝ่าง นักวิชาการประจำสถาบันเคมี สังกัดสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน และเมิ่งเหล่ย นักวิจัยจากสถาบันเดียวกัน พัฒนาโซลาร์เซลล์แบบแทนเดม (tandem solar cell) ชนิดเพอรอฟสไกต์-วัสดุอินทรีย์ (TSC) ด้วยการผสมสารเพิ่มความเสถียรที่สามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเมื่อได้รับแสง โดยแผงโซลาร์เซลล์แบบเพอร์รอฟสไกต์-วัสดุอินทรีย์ (TSC) จะยังคงรักษาประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ (PCE) เริ่มต้นไว้ได้ 90% หลังจากใช้งานไป 625 ชั่วโมง
ภาพจาก Xinhua
อนึ่ง โซลาร์เซลล์แบบแทนเดม (Tandem solar cell) จะรวมเซลล์ย่อยสองเซลล์ขึ้นไปที่มีช่องว่างพลังงานต่างกัน เพื่อเก็บเกี่ยวสเปกตรัมแสงอาทิตย์ที่กว้างขึ้นและก้าวข้ามขีดจำกัดของ Shockley–Queisser (ขีดจำกัดเชิงทฤษฎีของประสิทธิภาพสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์แบบรอยต่อเดียว “Single-Junction Solar Cell” ภายใต้สภาวะฉายแสงอาทิตย์มาตรฐาน) สำหรับอุปกรณ์แบบเซลล์เดี่ยว โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์แบบแทนเดมมีตั้งแต่การรวมแบบสองขั้วแบบ Monolithic ซึ่งเซลล์ย่อยเชื่อมต่อกันแบบอนุกรมผ่านชั้นคั่นกลาง ไปจนถึงการเรียงซ้อนแบบสี่ขั้วทางกลที่ช่วยให้เซลล์ย่อยแต่ละเซลล์ทำงานได้อย่างอิสระ
ภาพจาก Xinhua
สารประกอบ Metal Halide Perovskite ได้กลายเป็นวัสดุเซลล์ด้านบนที่มีความหลากหลาย สามารถจับคู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพกับซิลิคอน คอปเปอร์อินเดียมแกลเลียมซีลีไนด์ (CIGS) หรือเพอร์รอฟสไกต์อื่น ๆ ทั้งในอุปกรณ์ระดับห้องปฏิบัติการและระดับนำร่อง กลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพที่สำคัญ ได้แก่ การจัดการทางแสง ผ่านการสร้างพื้นผิวระดับนาโน และกลไกป้องกันการสะท้อนแสง การแยกสเปกตรัม-อิเล็กโทรดกึ่งโปร่งใส การควบคุมความหนาของตัวดูดซับอย่างแม่นยำเพื่อการจับคู่กระแส การออกแบบหน้าสัมผัสแบบเลือกตัวนำ การลดข้อบกพร่อง และการปรับช่องว่างพลังงานผ่านการออกแบบองค์ประกอบ ความก้าวหน้าเหล่านี้ส่งผลให้ประสิทธิภาพที่ได้รับการรับรองสูงถึงหรือเกินกว่า 30% ในขณะที่การปรับปรุงด้านผลผลิต ความเสถียร และความสามารถในการผลิต เป็นปัจจัยสำคัญที่สนับสนุนบทบาทระดับโลกของระบบโซลาร์เซลล์ ในการลดต้นทุนค่าไฟฟ้า และเร่งการลดการปล่อยคาร์บอน
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
ที่มาข้อมูล : nature, Xinhua
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
