สุดยอด Solar cell แผงผลิตเซลล์สุริยะ ขนาดเท่ากระดาษ A3 !!!

ช่วยลองจินตนาการกันว่า จะเป็นอย่างไรเมื่อเราสามารถผลิตแผงเซลล์สุริยะ หรือโซลาร์เซลล์ ในรูปแบบเดียวกับการผลิตหนังสือพิมพ์ !!!

เรามาลองจินตนาการดูว่า จะเป็นอย่างไรเมื่อเราสามารถผลิตแผงเซลล์สุริยะหรือโซลาร์เซลล์แบบเดียวกับการผลิตหนังสือพิมพ์ นั่นคือ พิมพ์ออกมาแบบเป็นแผ่นๆ ด้วยความเร็วสูงออกจากโรงงาน เมื่อนั้นเราจะได้เซลล์สุริยะบนแผ่นพลาสติกที่มีราคาถูกและโค้งงอได้ ซึ่งทีมนักวิจัยจาก Victorian Organic Solar Cell Consortium (VICOSC) ซึ่งเป็นเครือข่ายวิจัยร่วมระหว่าง The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) และมหาวิทยาลัยในประเทศออสเตรเลีย แสดงให้เห็นว่ามันเป็นจริงได้แล้ว

โดยทางทีมวิจัยสามารถพิมพ์เซลล์สุริยะยาวนับสิบเมตรในเวลาไม่กี่นาที เซลล์สุริยะแบบใหม่นี้แตกต่างจากเซล์สุริยะที่เรามักพบเห็นทั่วไป ซึ่งมีลักษณะเป็นแผงที่ทำด้วยกระจกที่มีน้ำหนักมากและมีราคาแพง ถูกติดตั้งอยู่บนหลังคาเท่านั้น แต่เซลล์สุริยะแบบใหม่นี้ทำจากสารอินทรีย์ที่มีสมบัติกึ่งตัวนำ (Organic Semiconductor Polymer) ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นของเหลว จึงสามารถพิมพ์ได้เหมือนหมึกพิมพ์ มันจึงถูกพิมพ์อยู่บนแผ่นพลาสติกที่สามารถโค้งงอได้ ซึ่งทีมวิจัยสามารถพิมพ์เซลล์สุริยะขนาดเท่ากับกระดาษ A3 ได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังสามารถพิมพ์ลงบนวัสดุอื่นๆ นอกเหนือจากแผ่นพลาสติก เช่น แผ่นเหล็ก ทำให้สามารถเพิ่มคุณสมบัติการเป็นเซลล์สุริยะในวัสดุก่อสร้างอื่นๆ นอกจากกระจกได้ด้วย เช่นแผ่นเหล็กที่ใช้ทำหลังคา หรือผนังของอาคาร เป็นต้น

ถ้าถามเรื่องประสิทธิภาพของเซลล์สุริยะแบบใหม่นี้ มันสามารถผลิตพลังงานได้ประมาณ 50 วัตต์ต่อตารางเมตร นั่นหมายความว่า คุณต้องการเซลล์สุริยะนี้ในขนาดเท่ากับ 2 ตารางเมตร เพื่อจ่ายพลังงานให้แก่คอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊กสักเครื่อง นอกจากทีมวิจัยจากประเทศออสเตรเลียแล้ว อีกทีมวิจัยจากประเทศบราซิล ซึ่งเป็นอีกหนึ่งประเทศที่ให้ความสนใจวิจัยด้านเทคโนโลยีเกี่ยวกับพลังงานสะอาด

โดยล่าสุดนี้นั้น ดร.สก็อตต์ วัตกินส์ นักวัสดุศาสตร์แห่ง CSIRO ระบุว่า “เราสามารถทำอะไรได้หลายอย่างจากแผงโซลาร์เซลล์ขนาด A3 เราสามารถติดตั้งเป็นป้ายโฆษณาได้ หรือผลิตแสงไฟ และอุปกรณ์เคลื่อนไหวอื่นๆ นอกจากนี้ยังสามารถนำมาฝังกับเคสของคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก เพื่อใช้เป็นพลังงานสำรองได้อีกด้วย” สำหรับเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ขนาด A3 ที่ว่านี้ นั้นจะทำการ ผลิตพลังงานได้ราวๆ 10-50 วัตต์ / ตารางเมตร โดยวิธีการติดตั้งกับหน้าต่างของตึกสูง หรือฝังเข้าไปในหลังคาของอาคาร เพื่อดูดรับและสะสมพลังงานจากแสงอาทิตย์

ซึ่งโซลาร์เซลล์แบบสั่งพิมพ์ได้ เคยมีมาก่อนหน้านี้แล้ว แต่กระบวนการพิมพ์ภาพครั้งล่าสุดนี้ แตกต่างไปจากเดิม โดยทีมนักวิจัยจาก VICOSC ใช้เครื่องพิมพ์พิเศษมูลค่าแพง 200,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ (ราว 6,000,000 บาท) กับหมึกพิมพ์ที่สามารถเปลี่ยนแสงตกกระทบให้กลายเป็นพลังงานได้ ซึ่งการพิมพ์ภาพนั้น ใช้เทคนิคง่ายๆ ไม่ต่างจากการพิมพ์ภาพลงบนเสื้อยืดอย่างไรอย่างนั้น ดร.วัตกินส์ เผยเพิ่มเติมอีกว่า หนึ่งในจุดมุ่งหมายสำคัญที่สุดของการคิดค้นวิจัยและพัฒนาในครั้งนี้ คือต้องการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ภาพที่มีอยู่ มาผลิตโซลาร์เซลล์ให้มีราคาถูกที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้นั่นเอง.

นอกเหนือจากงานวิจัยเกี่ยวกับเชื้อเพลิงชีวภาพ ทีมนักวิจัยบราซิลแห่งสถาบัน The Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique (CSEM) ก็กำลังพัฒนาเซลล์สุริยะบนพลาสติกเช่นเดียวกันโดยใช้ธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักในการผลิต มาแทนที่เซลล์สุริยะแบบเดิมที่ทำด้วยวัสดุซิลิกอนแบบผลึกเดี่ยว ซึ่งทำได้ยากกว่าและมีราคาแพง

เซลล์สุริยะที่ทำจากคาร์บอนและพลาสติกยังสามารถนำมารีไซเคิล นำวัตถุดิบมาใช้ได้ใหม่ และพิมพ์ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์แบบ roll-to-roll ซึ่งพิมพ์ได้รวดเร็วกว่าการพิมพ์วิธีอื่นๆ แต่ปัญหาหนึ่งที่ทีมวิจัยทั่วโลกยังต้องแก้คือ เรื่องประสิทธิภาพของเซลล์สุริยะที่ยังต่ำอยู่มาก

ถึงแม้ว่าทีมวิจัยจาก UCLA ประเทศสหรัฐอเมริกา จะทำได้ดีที่สุดอยู่ที่ 8% มันก็ยังได้อยู่ที่ประมาณหนึ่งในสามของเซลล์สุริยะแบบเดิมเท่านั้น ดังนั้น จึงต้องอาศัยเนื้อที่ที่มากกว่าในการผลิตพลังงานจำนวนเท่ากัน และต้องทำให้ราคาของเซลล์สุริยะ ต่อวัตต์ให้ต่ำกว่า 1 เหรียญดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งถือเป็นเป้าหมายที่ทีมนักวิจัยต้องการที่จะพิชิตให้ได้นั่นเอง 

เพื่ออนาคตของมนุษย์ชาติการพัฒนาจึงเป็นสิ่งจำเป็นโดยเฉพาะด้านพลังงานในอนาคต ที่มีปริมาณความต้องการใช้ที่เพิ่มสูงมากขึ้นมาโดยตลอด พร้อมๆกับการเติบโตของประชากรโลกนั่นเอง 

ขอขอบคุณข้อมูลข่าวสารจาก energysavingmedia , ข่าวสารพลังงานแสงอาทิตย์ Solar PV Rppftop , bangkokbiznews.com , ampolfood.com , stunitedsupply.com และ adisorn.tuantranont@nectec.or.th ; ทีมงาน ตาโต ดอทคอม เรียบเรียง