MIT ผลิตโซล่าเซลล์ชนิดใหม่ที่ใช้แกรฟีน บางใสและราคาถูก

โซล่าเซลล์ชนิดใหม่ ภาพโดย Stuart Darsch/MIT

ในอนาคตเรารอบ ๆ ตัวเราไม่ว่าจะเป็นผนัง หน้าต้าง และหลังค้าบ้านทำจากวัสดุที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเอ็มไอที (MIT) อาจจะนำความฝันนั้นใกล้เป็นความจริงเมื่อทีมงานของพวกเขาสามารถผลิตโซล่าเซลล์ที่มีความยืดหยุ่นและโปร่งใสได้สำเร็จ

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเอ็มไอทีได้พัฒนาโซลล่าเซลล์ชนิดใหม่ที่ทำจากวัสดุที่ได้มาจากวัสดุจำพวกคาร์บอนซึ่งเป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีิวิต และใช้แกรฟีนเป็นอิเล็กโทรดซึ่งจะทำให้โซล่าเซลล์ชนิดนี้มีความยืดหยุ่นโปร่งใสและน้ำหนักเบา นอกจากนั้นวัสดุยังเป็นวัสดุจำพวกคาร์บอนที่มีอยู่ทั่วไปอย่างเหลือเฟือทำให้การผลิตมีราคาถูก

โซล่าเซลล์ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปจะเป็นโซล่าเซลล์ทำจากสารซิลิคอน ซึ่งจะมีกระบวนการผลิตที่ยุ่งยากและซับซ้อนทำให้ราคาการผลิตสูง ถึงแม้ราคาโซล่าเซลล์จะตกมามากแล้วก็ตามแต่ยังมีราคาที่ยังคงสูงอยู่ การที่นักวิทยาศาสตร์พัฒนาวิธีการผลิตโซล่าเซลล์จากวัสดุจากสารประกอบอินทรีย์ (ซึ่งก็คือคาร์บอนที่ได้มาจากสิ่งมีชีิวิต) จะทำให้ค่าใช้จ่ายในการผลิตลดลงเป็นอย่างมาก

แต่เหตุผลที่ทำให้การผลิตโซล่าเซลล์จากสารประกอบอินทรีย์เป็นไปได้ยากจะมีอยู่ด้วยกันสองปัญหาคือ หนึ่งปัญหาในนำแกรฟีนซึ่งมีความหนาเพียงหนึ่งอะตอมมาวางบนชั้นของเซลล์โซล่าเพื่อใช้เป็นอิเล็กโทรดหรือขั้วนำไฟฟ้าเป็นเรื่องที่ทำให้ยากมาก

ประการที่สองในการทำให้เซลล์จ่ายไฟฟ้าได้เซลล์จะต้องประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองขั้วที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน นั้นก็คือขั้วหนึ่งจะต้องเป็นแอโนดและอีกขั้วหนึ่งจะต้องเป็นแคโทดเพื่อให้เป็นขั้วที่จ่ายและรับอิเล็กตรอน ดังนั้นเพื่อที่จะสามารถใช้แกรฟีนเป็นแอโนดและแคโทดได้แกรฟีนจะต้องมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ต่างกัน

นักวิทยาศาสตร์จากทีมนี้ใช้เวลาในการวิจัยและพัฒนากว่าสามปีและสามารถแก้ปัญหาใหญ่ทั้งสองได้ โซล่าเซลล์ที่พวกเขาผลิตออกมาได้มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าอยู่ที่แค่ 2.8 ถึง 4.1% เท่านั้นซึ่งจะต่างกับโซล่าเซลล์ที่ใช้กันอยู่ปัจจุบันที่ให้ประสิทธิภาพระหว่าง 20-30%

ถึงแม้ประสิทธิภาพต่ำแต่การวิจัยในครั้งนี้ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพจากการวิจัยที่ทีมงานได้ทำมาก่อน ๆ หน้านี้ ซึ่งในอนาคตพวกเขาอาจจะสามารถทำให้โซล่าเซลล์ชนิดนี้มีประสิทธิภาพเท่าเทียมกับหรือมากกว่าโซล่าเซลล์ที่ใช้ในปัจจุบันก็ได้ การวิจัยยังคงอยู่ในจุดเริ่มต้น

 


 

ที่มาวารสาร Wiley Online Library และมหาวิทยาลัย MIT

 

 

error: กด RightClick แทน