ในยุคที่เรากำลังก้าวเข้าสู่โลกแห่ง Internet of Things (IoT) อย่างเต็มตัว อุปกรณ์อัจฉริยะต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นเซนเซอร์ตรวจวัดในบ้าน อุปกรณ์สวมใส่ หรือป้ายดิจิทัล มักเจอปัญหาเรื่องการเปลี่ยนแบตเตอรี่บ่อยครั้ง แต่ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์จาก มหาวิทยาลัยมหิดล ได้เผยแพร่ความสำเร็จในการพัฒนา เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพโรฟสไกต์ (Perovskite Solar Cells) ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในร่มโดยเฉพาะ ซึ่งทำสถิติประสิทธิภาพได้สูงถึง 32.0%
ทำไมต้องเป็นโซลาร์เซลล์สำหรับ "ในร่ม"?
หลายคนอาจสงสัยว่าทำไมเราไม่ใช้แผงโซลาร์เซลล์แบบที่ติดบนหลังคา? คำตอบคือ “แหล่งกำเนิดแสงที่ต่างกัน” แผงโซลาร์เซลล์ซิลิคอนทั่วไปถูกออกแบบมาเพื่อรับแสงอาทิตย์ที่เข้มข้น แต่เมื่อนำมาใช้ภายใต้หลอดไฟในอาคาร (ซึ่งมีความเข้มแสงน้อยกว่าแสงอาทิตย์กว่า 300 เท่า) ประสิทธิภาพจะตกลงอย่างมาก
ทีมนักวิจัยไทยจึงหันมาพัฒนาวัสดุ เพโรฟสไกต์ ซึ่งมีความไวต่อแสงสูงและสามารถปรับแต่งให้ดูดซับแสงจากหลอดไฟ LED หรือฟลูออเรสเซนต์ได้ดีกว่า
เทคนิค Vacuum Thermal Annealing (VTA): เคล็ดลับความสำเร็จ
หัวใจหลักที่ทำให้งานวิจัยฉบับนี้โดดเด่นและได้รับการตีพิมพ์ในระดับสากลคือการใช้กระบวนการ VTA (การอบด้วยความร้อนภายใต้สุญญากาศ) เพื่อปรับปรุงคุณภาพของแผ่นฟิล์มเพโรฟสไกต์
- ฟิล์มที่สมบูรณ์แบบ: กระบวนการนี้ช่วยให้โมเลกุลของสารเรียงตัวกันอย่างหนาแน่นและเรียบเนียนกว่าการอบแบบปกติ
- ลดการสูญเสียพลังงาน: ช่วยปิดรอยรั่วหรือจุดบกพร่องเล็กๆ ในระดับอะตอม ทำให้ไฟฟ้าที่ผลิตได้ไม่ไหลย้อนกลับหรือสูญเสียไปในระหว่างทาง
- ต้นทุนต่ำ: ทีมวิจัยเลือกใช้ คาร์บอน (Carbon) เป็นขั้วไฟฟ้าแทนโลหะมีค่าอย่างทองคำหรือเงิน ทำให้สามารถผลิตได้ในราคาที่ถูกลงและเข้าถึงได้จริงในเชิงพาณิชย์
ตัวเลขที่น่าสนใจจากงานวิจัย
รายการ | รายละเอียด |
ประสิทธิภาพสูงสุด | 32.0% (ภายใต้แสง 1,000 lux) |
แรงดันไฟฟ้า (Voc) | 0.93 V |
วัสดุขั้วไฟฟ้า | คาร์บอน (ต้นทุนต่ำ) |
สถาบันวิจัย | มหาวิทยาลัยมหิดล (ประเทศไทย) |
อนาคตของ "พลังงานจากแสงไฟ"
ความสำเร็จนี้ไม่ได้หยุดอยู่แค่ในห้องแล็บ แต่เป็นสัญญาณว่าในอนาคตอันใกล้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กในบ้านของเราอาจ “ไม่ต้องชาร์จไฟหรือเปลี่ยนถ่านอีกต่อไป” เพียงแค่มีแสงสว่างจากหลอดไฟในบ้าน อุปกรณ์เหล่านั้นก็จะมีพลังงานเพียงพอสำหรับการทำงานตลอดอายุการใช้งาน
นี่ถือเป็นความภูมิใจของวงการวิทยาศาสตร์ไทยที่ก้าวขึ้นมาอยู่แถวหน้าในการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานสะอาดเพื่อตอบโจทย์โลกดิจิทัลอย่างยั่งยืน
ที่มา: pv-magazine.com
