Tsutomu Miyasaka อยู่ในภารกิจที่จะสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่ดีขึ้น เป็นช่วงต้นทศวรรษ 2000 และนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นต้องการแทนที่โมเลกุลที่ละเอียดอ่อนที่เขาใช้เพื่อจับภาพแสงแดดด้วยตัวเลือกที่แข็งแรงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นดังนั้นเมื่อนักเรียนเล่าให้เขาฟังเกี่ยวกับวัสดุที่ไม่คุ้นเคยซึ่งมีคุณสมบัติผิดปกติ มิยาซากะจึงต้องลองดู วัสดุดังกล่าว “แปลกมาก” เขากล่าว แต่เขากระตือรือร้นที่จะทดสอบสิ่งที่อาจตอบสนองต่อแสงอยู่เสมอ
นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ กำลังใช้กระแสไฟฟ้าผ่านวัสดุที่เรียกว่า perovskite
เพื่อสร้างแสง มิยาซากะจากมหาวิทยาลัยโทอินแห่งโยโกฮาม่าในญี่ปุ่นต้องการทราบว่าวัสดุนี้สามารถทำตรงกันข้ามได้หรือไม่: ดูดซับแสงแดดและแปลงเป็นไฟฟ้า แนวคิดนี้ได้ผลจนทำให้เขาประหลาดใจ เมื่อเขาและทีมของเขาเปลี่ยนส่วนประกอบที่ไวต่อแสงของเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยชั้น perovskite ที่บางมาก เซลล์ที่ส่องสว่างจะ สูบกระแสไฟฟ้าออก มาเล็กน้อย
ผลที่รายงานในปี 2552 ในวารสาร American Chemical Societyได้กระตุ้นความสนใจของนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ด้วย คุณสมบัติของ perovskite ทำให้ (และอื่น ๆ ในตระกูล perovskite) เหมาะสมที่จะสร้างพลังงานจากแสงแดดได้อย่างมีประสิทธิภาพ บางที นักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่า สักวันหนึ่ง perovskite นี้อาจทำได้ดีกว่าซิลิคอน ซึ่งเป็นวัสดุดูดซับแสงที่ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ทั่วโลก
ซันแคทเชอร์
ในปี 2559 กำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ของสหรัฐฯ เพิ่มขึ้นประมาณ 15,000 เมกะวัตต์ มากกว่าปีที่แล้ว การเพิ่มที่ใหญ่ที่สุดคือการติดตั้งในระดับยูทิลิตี้
T. TIBBITS
ที่มา: รองอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ รศ.; การวิจัย GTM
ความตื่นเต้นครั้งแรกแปลได้อย่างรวดเร็วเป็นผลลัพธ์ที่มีแนวโน้มในช่วงต้น ตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ใดๆ คือประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ นั่นคือปริมาณแสงแดดที่กระทบพื้นผิวจริง ๆ แล้วจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้ามากน้อยเพียงใด ตามมาตรฐานดังกล่าว เซลล์แสงอาทิตย์ของ perovskite ได้ฉายแสงเพิ่มประสิทธิภาพได้เร็วกว่าวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์รุ่นก่อนๆ ในประวัติศาสตร์ ประสิทธิภาพเพียงเล็กน้อย 3.8 เปอร์เซ็นต์ที่รายงานโดยทีมของ Miyasaka ในปี 2552 นั้นสูงถึง 22 เปอร์เซ็นต์ในปีนี้ ทุกวันนี้ วัสดุเกือบจะเทียบเท่ากับซิลิคอน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้แก้ไขมาเป็นเวลากว่า 60 ปีแล้ว เพื่อให้มีประสิทธิภาพในระดับที่ใกล้เคียงกัน
“ผู้คนตื่นเต้นมากเพราะจำนวนประสิทธิภาพของ [perovskite] เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว รู้สึกว่านี่คือสิ่งที่ต้องดำเนินการอยู่ในขณะนี้” Jao van de Lagemaat นักเคมีจาก National Renewable Energy Laboratory ใน Golden, Colo กล่าว
ตอนนี้เซลล์แสงอาทิตย์ของ Perovskite อยู่ในทางแยก การศึกษาในห้องปฏิบัติการพิสูจน์ให้เห็นถึงศักยภาพ: พวกมันถูกกว่าและประดิษฐ์ได้ง่ายกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนที่ผ่านการทดสอบตามเวลา แม้ว่า perovskites จะไม่สามารถแทนที่ซิลิกอนได้อย่างสมบูรณ์ แต่วัสดุที่ใหม่กว่าสามารถย้อนกลับไปยังเซลล์ซิลิกอนที่มีอยู่เพื่อสร้างเซลล์ที่มีประสิทธิภาพพิเศษ Perovskites ยังสามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ในการใช้งานใหม่ที่เซลล์ซิลิคอนแบบเดิมตกลงไป เช่น สารเคลือบดูดซับแสงบนหน้าต่าง หรือเป็นแผงโซลาร์ที่ทำงานในวันที่มีเมฆมาก หรือแม้แต่ดูดซับแสงแดดภายในอาคาร
การที่ perovskites สามารถก้าวกระโดดนั้นได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับความพยายามในการวิจัยในปัจจุบันเพื่อแก้ไขข้อเสียบางประการ ตัวอย่างเช่น แนวโน้มที่จะเสื่อม สภาพภายใต้ ความร้อนและความชื้น ไม่ใช่ลักษณะเฉพาะที่ดีสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องอยู่กลางแดดหลายชั่วโมง ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงพยายามเพิ่มความเสถียรโดยไม่ทำลายประสิทธิภาพ
Henry Snaith นักฟิสิกส์จาก University of Oxford กล่าวว่า “มีความท้าทายอยู่บ้าง แต่ฉันคิดว่าเรากำลังดำเนินการเพื่อให้สิ่งนี้มีเสถียรภาพเพียงพอ” การหาช่องสำหรับ perovskites ในอุตสาหกรรมที่ครอบงำโดยซิลิคอน แต่ต้องคิดเกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์ในรูปแบบที่สร้างสรรค์
credit : jimmiessweettreats.com kyronfive.com lacanadadealbendea.com lojamundometalbr.com loquelaverdadesconde.com
