Solar cell ชนิดใหม่จากสารอินทรีย์ (Pentacene) เพื่อการเปลี่ยนพลังงานแสงมาเป็นไฟฟ้า
เนื่องจากราคาน้ำมันมีท่าทีว่าจะสูงขึ้นไปเรื่อยๆ ดังนั้นพลังงานทดแทน (Renewable energy) ที่มีราคาค่าเชื้อเพลิงต่ำ จึงเป็นเป้าหมายสำคัญที่ตลาดทั่วโลกกำลังจับตามอง ซึ่งการผลิตกระแสไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานที่มีอยู่ในธรรมชาติ อย่างแสงอาทิตย์จากแผง solar cell ที่สร้างขึ้นจากซิลิกอน ก็นับว่าเป็นหนึ่งวิธีที่ใช้พลังงานทดแทน แต่ยังไม่ได้รับความนิยมมากเท่าไหร่ นั่นอาจเป็นเพราะว่าราคาต้นทุนที่ค่อนข้างสูงของ silicon-based solar cell จึงทำให้ค่าไฟที่ผลิตจากกระบวนการนี้สูงตามไปด้วย
ปัจจุบันทีมนักวิจัยจาก Georgia Institute of Technology ได้ทำการคิดค้น solar cell ชนิดใหม่ขึ้นมา ซึ่งมีส่วนประกอบหลักของ pentacene หรือสารประกอบคาร์บอน โดยมีลักษณะเป็นแผ่นบาง น้ำหนักเบา ดัดงอได้ และที่สำคัญก็คือ มีประสิทธิภาพที่สูงกว่าและยังสามารถลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมากเมื่อเทียบกับราคาการผลิตของเซลล์ในปัจจุบันที่มีส่วนกระกอบหลักคือ ซิลิกอน
ลักษณะที่ทำให้สารอินทรีย์ Pentacene เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของการผลิต solar cell ชนิดใหม่ก็คือ รูปทรงคริสตัล โดยโครงสร้างของอะตอมแบบคริสตัลนั้นช่วยให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านอะตอมได้ดีขึ้นเมื่อเทียบกับสารอินทรีย์ชนิดอื่นที่มีโครงสร้างแบบ Amorphous (ไม่มีรูปร่างที่แน่นอน)
ในการทดลองครั้งแรก ทีมนักวิจัยได้สร้าง Solar cell ที่ทำจากโลหะผสม Pentacene ขึ้นมา แต่พบว่าเซลล์มีประสิทธิภาพในการทำงานต่ำ จึงตัดสินใจเปลี่ยนวัสดุจากโลหะผสม Pentacene มาเป็นสารอินทรีย์ผสม C60 หรือเป็นที่รู้จักในชื่อ buckyballs ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟได้ในปริมาณที่มากกว่าอันก่อน ซึ่งในขณะนี้เซลล์ชนิดน้ำกำลังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนารูปแบบและโครงสร้างอยู่ และเมื่อพัฒนาได้อย่างสมบูรณ์แล้ว Solar cell ชนิดนี้จะสามารถปฏิวัติการใช้ไฟในภาคอุตสาหกรรมได้อย่างมาก เพราะมันมีลักษณะที่ยืดหยุ่น ดังโค้งงอได้ และยังมีน้ำหนักที่เบาอีก ซึ่งมันสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้กับอุปกรณ์เกือบทุกอย่าง ตั้งแต่เต็นท์ เพื่อสร้างแสงสว่างให้กับที่พักภายใน ไปจนถึงเสื้อผ้าเพื่อใช้เป็นแหล่งจ่ายพลังงานสำหรับอุปกรณ์อิเล็กโทรนิคส่วนตัวก็ยังได้
หนึ่งในทีมนักวัยกล่าวว่า ภายใน 2 ปีข้างหน้า solar cell ชนิดนี้จะพร้อมใช้ในอุปกรณ์สื่อสารขนาดเล็กที่ใช้ความถี่ในระยะใกล้ (Radio-Frequency Identification (RFID) ที่มักนิยมใช้กันตามโรงงานทั่วไป แต่สำหรับอุปกรณ์ในภาคครัวเรือนอาจยังต้องรอการพัฒนาเซลล์ต่อไปอีก 5 ปี
เนื่องจากราคาน้ำมันมีท่าทีว่าจะสูงขึ้นไปเรื่อยๆ ดังนั้นพลังงานทดแทน (Renewable energy) ที่มีราคาค่าเชื้อเพลิงต่ำ จึงเป็นเป้าหมายสำคัญที่ตลาดทั่วโลกกำลังจับตามอง ซึ่งการผลิตกระแสไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานที่มีอยู่ในธรรมชาติ อย่างแสงอาทิตย์จากแผง solar cell ที่สร้างขึ้นจากซิลิกอน ก็นับว่าเป็นหนึ่งวิธีที่ใช้พลังงานทดแทน แต่ยังไม่ได้รับความนิยมมากเท่าไหร่ นั่นอาจเป็นเพราะว่าราคาต้นทุนที่ค่อนข้างสูงของ silicon-based solar cell จึงทำให้ค่าไฟที่ผลิตจากกระบวนการนี้สูงตามไปด้วย
ปัจจุบันทีมนักวิจัยจาก Georgia Institute of Technology ได้ทำการคิดค้น solar cell ชนิดใหม่ขึ้นมา ซึ่งมีส่วนประกอบหลักของ pentacene หรือสารประกอบคาร์บอน โดยมีลักษณะเป็นแผ่นบาง น้ำหนักเบา ดัดงอได้ และที่สำคัญก็คือ มีประสิทธิภาพที่สูงกว่าและยังสามารถลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมากเมื่อเทียบกับราคาการผลิตของเซลล์ในปัจจุบันที่มีส่วนกระกอบหลักคือ ซิลิกอน
ลักษณะที่ทำให้สารอินทรีย์ Pentacene เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของการผลิต solar cell ชนิดใหม่ก็คือ รูปทรงคริสตัล โดยโครงสร้างของอะตอมแบบคริสตัลนั้นช่วยให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านอะตอมได้ดีขึ้นเมื่อเทียบกับสารอินทรีย์ชนิดอื่นที่มีโครงสร้างแบบ Amorphous (ไม่มีรูปร่างที่แน่นอน)
ในการทดลองครั้งแรก ทีมนักวิจัยได้สร้าง Solar cell ที่ทำจากโลหะผสม Pentacene ขึ้นมา แต่พบว่าเซลล์มีประสิทธิภาพในการทำงานต่ำ จึงตัดสินใจเปลี่ยนวัสดุจากโลหะผสม Pentacene มาเป็นสารอินทรีย์ผสม C60 หรือเป็นที่รู้จักในชื่อ buckyballs ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟได้ในปริมาณที่มากกว่าอันก่อน ซึ่งในขณะนี้เซลล์ชนิดน้ำกำลังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนารูปแบบและโครงสร้างอยู่ และเมื่อพัฒนาได้อย่างสมบูรณ์แล้ว Solar cell ชนิดนี้จะสามารถปฏิวัติการใช้ไฟในภาคอุตสาหกรรมได้อย่างมาก เพราะมันมีลักษณะที่ยืดหยุ่น ดังโค้งงอได้ และยังมีน้ำหนักที่เบาอีก ซึ่งมันสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้กับอุปกรณ์เกือบทุกอย่าง ตั้งแต่เต็นท์ เพื่อสร้างแสงสว่างให้กับที่พักภายใน ไปจนถึงเสื้อผ้าเพื่อใช้เป็นแหล่งจ่ายพลังงานสำหรับอุปกรณ์อิเล็กโทรนิคส่วนตัวก็ยังได้
หนึ่งในทีมนักวัยกล่าวว่า ภายใน 2 ปีข้างหน้า solar cell ชนิดนี้จะพร้อมใช้ในอุปกรณ์สื่อสารขนาดเล็กที่ใช้ความถี่ในระยะใกล้ (Radio-Frequency Identification (RFID) ที่มักนิยมใช้กันตามโรงงานทั่วไป แต่สำหรับอุปกรณ์ในภาคครัวเรือนอาจยังต้องรอการพัฒนาเซลล์ต่อไปอีก 5 ปี
Posts
