แผงโซลาร์เซลล์มีความบางกว่ากระดาษ A4

นักวิทยาศาสตร์ชาว จีน พัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอนซึ่งมีความหนาเพียง 50 ไมโครเมตร แต่ยังคงมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานได้ดี

การจำลองเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น ภาพ: laremenko/iStock — การจำลองเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น ภาพ: *laremenko/iStock*

ทีมวิจัยที่นำโดยผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเจียงซู (JUST) ได้พัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอนซึ่งมีความบางกว่ากระดาษ A4 ตามรายงานของ Interesting Engineering เมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Curtin ในออสเตรเลียและบริษัท LONGi Green Energy Technology ของจีนยังได้ร่วมสนับสนุนการวิจัยใหม่นี้ด้วย

เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอนกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ อย่างไรก็ตาม การใช้งานมักจำกัดอยู่แค่ในสถานที่ต่างๆ เช่น ฟาร์มโซลาร์เซลล์บนพื้นดินที่มีแผงโซลาร์เซลล์แบบแบนและแข็งแรง ส่วนสถานที่อื่นๆ เช่น อวกาศ จำเป็นต้องใช้พื้นผิวโค้ง จึงจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีที่มีราคาแพงกว่าแทน

เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากซิลิคอนผลึกมีโครงสร้างแบบ “แซนด์วิช” ซึ่งเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์หรือชั้นกลางเป็นส่วนที่ทำหน้าที่ปกคลุมแผงส่วนใหญ่ ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ ทีมวิจัยได้สร้างแผงซิลิคอนที่มีความหนาเพียง 50 ไมโครเมตร ซึ่งบางกว่ากระดาษ A4 หนึ่งแผ่น แม้ว่าแผงซิลิคอนจะไม่สามารถพับเก็บเหมือนกระดาษได้ แต่สามารถม้วนเก็บได้ ทำให้แผงซิลิคอนมีประโยชน์สำหรับดาวเทียมและการใช้งานในอวกาศอื่นๆ

การผลิตแบตเตอรี่ซิลิกอนให้บางลงมีข้อดีอีกประการหนึ่ง นั่นคือต้องใช้ปริมาณวัสดุในการผลิตน้อยลง ทำให้ลดน้ำหนักและต้นทุนการใช้งานได้

อย่างไรก็ตาม เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางยังมีข้อเสียคือประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน (PCE) ลดลง นี่เป็นเหตุผลหลักที่ทำให้เซลล์ซิลิคอนแบบฟิล์มบางยังไม่เป็นที่นิยม ในความพยายามก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเซลล์ซิลิคอนแบบยืดหยุ่นที่มีความหนาน้อยกว่า 150 ไมโครเมตร โดยมีค่า PCE สูงสุดที่ 24.7%

จำเป็นต้องรักษาค่า PCE ของแผงที่บางกว่าให้อยู่ในระดับนี้เพื่อให้แบตเตอรี่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในการศึกษาใหม่นี้ ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการเพิ่มค่า PCE ให้สูงกว่า 26% สำหรับแผงทั้งหมดที่สร้างขึ้นซึ่งมีความหนาตั้งแต่ 50 ถึง 130 ไมโครเมตร

เนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนสามารถดัดงอได้ตามต้องการ ทีมวิจัยจึงเชื่อว่าสามารถนำไปใช้ในอุปกรณ์ได้หลากหลายประเภท รวมถึงโดรน บอลลูน และแม้แต่อุปกรณ์อัจฉริยะแบบสวมใส่ ปัจจุบันพวกเขากำลังมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาแผงโซลาร์เซลล์ที่มีความยืดหยุ่นและพกพาสะดวก ซึ่งสามารถม้วนเก็บได้เหมือนม้วนฟิล์ม

ถุเถา (ตาม หลักวิศวกรรมที่น่าสนใจ )

ลิงค์ที่มา