โซลาร์เซลล์ทำจากเพอร์โรฟสไกป์สองมิติมีประสิทธิภาพสูงทะลุขีดจำกัด

นักวิจัยที่ห้องปฎิบัติการวิจัยแห่งชาติลอส อลามอสได้พัฒนาเทคโนโลยีเพอร์โรฟสไกป์ใหม่ที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนของโซลาร์เซลล์ลงได้อย่างมาก รวมไปถึงอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์อื่นด้วย โดยการใช้แผ่นฟิล์มบางของ Ruddleston-Popper นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเพอร์โรฟสไกป์สองมิติเรียงเป็นชั้นๆ (2D-layered Perovskites) ซึ่งสามารถทำเป็นโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูงมากเมื่อเทียบกับต้นทุน

วัสดุประเภท Ruddleston-Popper ถูกค้นพบมาตั้งแต่ปี 1957 แต่จากงานวิจัยที่นำไปประยุกต์ใช้ทำโซลาร์เซลล์ประสิทธิภาพสูงอาจถึงขั้นเลิกใช้ถ่านหินในอนาคตก็ได้ วัสดุที่นำมาใช้ในงานวิจัยนี้ทำมาจากแผ่นเพอร์โรฟสไกป์สองมิติ (แผ่นบางมากระดับอะตอม) วางเรียงเป็นชั้นๆ แต่ละชั้นแทรกด้วยชั้นบางๆของสารอินทรีย์ ซึ่งเมื่อทำเป็นโซลาร์เซลล์จะได้ประสิทธิภาพมากกว่า 12% หรือใช้ทำหลอด LED ก็ได้ประสิทธิภาพสูงเช่นกัน

“ผลงานวิจัยนี้สามารถเปลี่ยนความคิดเดิมๆเรื่องข้อจำกัดในการออกแบบอุปกรณ์ที่ทำจากเพอร์โรฟสไกป์ที่เรียงเป็นชั้นได้เลย” Jean-Christophe Blancon หัวหน้าทีมวิจัยกล่าว

ข้อด้อยอย่างหนึ่งของวัสดุเพอร์โรฟสไกป์ที่เรียงเป็นชั้น รวมถึงวัสดุที่ใช้ทำโซลาร์เซลล์ที่คล้ายๆกันคือประสิทธิภาพของมันจะลดลงตามขอบและผิวหน้า แต่ทีมวิจัยที่ลอส อลามอสได้แสดงให้เห็นว่าวัสดุของพวกเขาไม่มีปัญหาเหล่านั้นเลย

การแก้ปัญหาดังกล่าวก็คือการเสริมชั้นสารอินทรีย์ที่แทรกอยู่ระหว่างชั้นของเพอร์โรฟสไกป์นั่นเอง

“เพอร์โรฟสไกป์สองมิติแบบผสมนี้ยังคงสร้างความประหลาดใจได้อย่างต่อเนื่อง” Mercouri Kanatzidis นักวิจัยอีกคนกล่าว “ตอนแรกที่เราออกแบบมันเราก็หวังว่ามันจะมีคุณสมบัติอะไรใหม่ๆบ้าง แต่มันกลับดีเกินกว่าที่เราคาดหวังไว้ และมันได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นวัสดุที่น่าอัศจรรย์จริงๆ”

ในปัจจุบันราคาของพลังงานแสงอาทิตย์ได้ลดต่ำลงมาจนใกล้เคียงกับถ่านหินแล้วในบางพื้นที่ และเมื่อโซลาร์เซลล์ที่ทำจากเพอร์โรฟสไกป์ได้ผลิตในปริมาณมากๆก็จะสามารถช่วยลดราคาพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำลงไปอีกจนเท่ากับถ่านหินหรืออาจจะต่ำกว่า

 

ข้อมูลและภาพจาก  inhabitat, cleantechnica