เรื่อง Perovskite Solar Cell วัสดุเก็บเกี่ยวแสงสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ทางเลือกในอนาคต จากระดับห้องปฏิบัติการสู่ระดับต้นแบบ
Perovskie คืออะไร Perovskite เป็นชื่อทั่วไปที่ใช้เรียกวัสดุที่มีโครงสร้าง โดยที่สารดังกล่าวมีโครงสร้างคล้าย CaTiO3 ซึ่งค้นพบโดยครั้งแรกโดย Gustav Rose นักธรณีวิทยาชาวรัสเซีย และตั้งชื่อเป็นเกียรติให้แก่ Lev Perovski นักธรณีวิทยาที่มีชื่อเสียงชาวรัสเซีย ซึ่งในโครงสร้างABX3 นั้นB คือไอออนบวกของโลหะ เช่น Pb,Snในขณะที่ X คือ อะตอมเฮไลด์และ A คือไอออนบวกที่ทำหน้าที่ดุลประจุให้เป็นกลาง (ซึ่งอาจจะมาจากโลหะหรือสารไฮโดรคาร์บอน) ซึ่งวัสดุperovskiteดังกล่าว มีมากมายกว่า 100 ชนิด ทั้งแบบอนินทรี และแบบไฮบริด
Perovskite solar cell เป็นเซลล์แสงอาทิตย์รูปแบบหนึ่งที่มีโครงสร้างเป็นผลึก รู้จักกันในชื่อ Perovskite structure (Perovskite เป็นแร่ธรรมชาติโครงสร้างเป็นผลึกมีสารประกอบของ calcium titanium oxide (CaTiO3) ถูกค้นพบเมื่อปี 1893 บนยอดเขา Ural ประเทศรัสเซีย ตั้งชื่อตามนักการเหมืองแร่รัสเซีย L. A. Perovski (1792–1856)) Perovskite solar cell เป็นสารประกอบระหว่างตะกั่วที่เป็นสารอินทรีย์และอนินทรีย์ จัดเรียงโครงสร้างทางเคมีในรูปผลึกแบบ Perovskite ในปี ค.ศ. 2018 บริษัท Oxford PV ได้วิจัยและพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์โครงสร้าง แบบ Perovskite ซึ่งให้ประสิทธิภาพถึง 27.3% สูงกว่าสถิติโลกที่ 26.7 % ถือเป็นสถิติใหม่ในวงการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ประเภทผลึกเดี่ยว Oxford PV ยังพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง โดยมีเป้าหมายให้ได้ประสิทธิภาพสูงกว่า 30 % ซึ่งจะส่งผลให้ต้นทุนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ต่อหน่วยลดลง
จากการติดตามงานวิจัยที่เกี่ยวข้องที่ผ่านมา ในระยะปี 2009 ถึง 2013 พบว่าค่าประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้า (PCE) ของเซลล์แสงอาทิตย์แบบ perovskite ได้มีการพัฒนาให้สูงขึ้นได้รวดเร็วมาก โดย ในปัจจุบัน พบว่าได้ค่า PCE สูงสุดถึง17.9 % และในอนาคต เชื่อว่า PCE ของเซลล์แสงอาทิตย์แบบ perovskite ยังอาจจะสามารถพัฒนาต่อได้ ให้มีประสิทธิภาพทัดเทียมและแข่งขันได้กับเซลล์แสงอาทิตย์แบบดั้งเดิม
ต้นแบบเซลล์แสงอาทิตย์พอลิเมอร์ (ภาพซ้าย) และเซลล์แสงอาทิตย์แบบสีย้อมไวแสง (ภาพขวา) ในระดับห้องปฏิบัติการ
ในปัจจุบันบริษัท Oxford PV ซึ่งเป็นหนึ่งในบริษัทชั้นนำในการวิจัยพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดดังกล่าว ได้ขยายขนาดจากการทดสอบในระดับปฏิบัติการสู่ระดับต้นแบบเพื่อใช้งานจริง โดยผลิตแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 156 mm x 156 mm ติดตั้งในโรงงานต้นแบบเนื้อที่ 17,000 ตารางเมตร ในประเทศเยอรมัน และชี้ชวนให้บริษัทผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เข้าร่วมทุน อีกทั้งยังมีนโยบายผลักดันให้เซลล์แสงอาทิตย์เข้ามาผลิตพลังงานไฟฟ้าแทนที่การใช้พลังงานจากแหล่งอื่น เพื่อให้เกิดความยั่งยืนทางพลังงานไฟฟ้าของโลก
แหล่งที่มา
https://solarthermalmagazine.com/2018/06/29/world-record-perovskite-solar-cell-efficiency-achieved/
