วันเสาร์, มีนาคม 2, 2024
หน้าแรกCOLUMNISTSThin Film Photovoltaic อนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์
- Advertisment -spot_imgspot_img
spot_imgspot_img

Thin Film Photovoltaic อนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์

Thin Film Photovoltaic : Future Of Solar PV

“…..ตลาดสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง ในปัจจุบัน อ้างอิงข้อมูลการตรวจสอบตลาด เมื่อปีที่ผ่านมา คาดหมายว่า Global Thin – Film Photovoltaic Market จะมีอัตราการขยายตัวเติบโตต่อปีในระดับสูงแตะระดับที่ค่า CAGR มากกว่า 20 % จนถึงปี 2593 ได้อย่างมั่นคง…”

เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์รูปแบบฟิล์มบาง Thin Film Solar Photovoltaic คือ นวัตกรรมแห่งความหวังของอนาคตในภาพรวมอุตสาหกรรม Solar PV สำหรับความมั่นคงทางพลังงานด้วยแหล่งพลังงานทางเลือกที่เป็น Solar Energy & Solar Power ไปสู่สังคม ชุมชน ในชีวิตประจำวันได้ต่อไป ..

แผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่น Flexible Solar Panels หรือ แผงโซลาร์เซลล์แบบติดแปะ Stick-On Solar Panels นั้น ทั้ง 2 รูปแบบภายใต้กรอบนิยามกว้างของแผงโซลาร์เซลล์รูปแบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cell Panels ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเซลล์ไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ชนิดหนึ่งที่ขึ้นชื่อในเรื่อง การโค้งงอได้ ม้วนได้ พับได้ มันบางเฉียบ บางชนิดโปร่งแสง และน้ำหนักเบากว่ามาก เมื่อเทียบกับแผงโซลาร์เซลล์รูปแบบเดิม .. แผงโซลาร์เซลล์ชนิดฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cell Panels ประกอบด้วยชั้นที่ผลิตกำลังไฟฟ้าซึ่งบางกว่าเซลล์ไฟฟ้าซิลิคอนทั่วไปหลายร้อยเท่า ..

Small Size Perovskite Cells / Thin – Film Solar Cells & Modules | Credit : Imec VZW

เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cell คือ เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่สอง Second Generation Solar Cell ที่สร้างขึ้นโดยการเคลือบชั้นบาง ๆ หรือฟิล์มบาง Thin Film : TF ของวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์บนพื้นผิว เช่น แก้ว Glass, พลาสติก Plastic หรือโลหะ Metal เป็นต้น .. ทั้งนี้ เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar cells มีการใช้งานในเชิงพาณิชย์ด้วยเทคโนโลยีหลายอย่าง รวมถึง แคดเมียม เทลลูไรด์ Cadmium Telluride : CdTe, คอปเปอร์ อินเดียม แกลเลียม ไดเซเลไนด์ Copper Indium Gallium Diselenide : CIGS และอสัณฐานของซิลิกอนฟิล์มบาง Amorphous Thin-Film Silicon : a-Si, TF-Si ..

ความหนาของฟิล์มแตกต่างกันไปตั้งแต่ไม่กี่นาโนเมตร nm ไปจนถึงหลายสิบไมโครเมตร µm ซึ่งบางกว่าเทคโนโลยีที่เป็นคู่แข่งของฟิล์มบางอย่างมาก ซึ่งก็คือ เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิคอน Crystalline Silicon Solar Cell : c-Si รุ่นแรก ซึ่งใช้เวเฟอร์ Wafers บางมากแล้ว แต่ก็ยังหนาอยู่ถึง 200 µm .. เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางปัจจุบัน มีความยืดหยุ่น ทนทาน และน้ำหนักเบาลงอย่างมาก พวกมันถูกใช้ในแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบบูรณาการในอาคาร Building-Integrated Photovoltaics, บนผิวถนน On the Road Surface และเป็นวัสดุกระจกกึ่งโปร่งแสง Semi-Transparent ที่สามารถเคลือบบนหน้าต่างได้ .. การใช้งานเชิงพาณิชย์อื่นๆ หรือการใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางแบบแข็ง แทรกระหว่างกระจกสองบาน รวมทั้งโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่สุดในโลกหลายแห่ง ก็นิยมใช้มันอีกด้วย ..

โดยปกติ เทคโนโลยีฟิล์มบาง Thin-Film Technology จะมีราคาถูกกว่า แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าเทคโนโลยี c-Si ทั่วไป .. อย่างไรก็ตาม มีการปรับปรุงอย่างมากในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์รูปแบบฟิล์มบาง ในห้องปฏิบัติการสำหรับ CdTe และ CIGS ได้ประสิทธิภาพมากกว่า 21% ซึ่งเหนือกว่าผลึกหลายชั้นของซิลิกอน Multicrystalline Silicon อันเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ปัจจุบัน การทดสอบอายุการใช้งานโมดูลเซลล์ไฟฟ้าฟิล์มบางแบบเร่งความเร็วภายใต้สภาวะในห้องปฏิบัติการ พบการเสื่อมสภาพที่เร็วกว่า เมื่อเทียบกับ Solar PV ทั่วไป .. ในขณะที่โดยทั่วไป คาดว่า จะมีอายุการใช้งาน 20 ปี หรือมากกว่า แม้จะมีการปรับปรุงสิ่งเหล่านี้แล้วก็ตาม แต่ส่วนแบ่งการตลาดของเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง Market-Share of Thin-Film ยังไม่เคยสูงถึง 20% ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา และลดลงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเป็นประมาณ 9% ของการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วโลกในปี 2556 ..

อย่างไรก็ตาม ตลาดได้ Rebound กลับมา และตั้งแต่ปี 2564 เป็นต้นมา คาดว่า ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cell กำลังเติบโตขึ้นกว่าที่ผ่านมาด้วยสัดส่วนทะลุ 20% ของตลาด Solar PV ได้ เนื่องจาก เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์รูปแบบฟิล์มบาง คือ นวัตกรรมแห่งความหวังของอนาคตในภาพรวมอุตสาหกรรม Solar PV สำหรับความมั่นคงทางพลังงานด้วยแหล่งพลังงานทางเลือกที่เป็น Solar Energy & Solar Power ไปสู่สังคม ชุมชน ในชีวิตประจำวันได้ต่อไป ..

เทคโนโลยีฟิล์มบางอื่นๆ Other Thin-Film Technologies ที่ยังคงอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการวิจัยอย่างต่อเนื่อง .. ความพร้อมในเชิงพาณิชย์ ถือว่ายังมีอยู่อย่างจำกัด รุ่นล่าสุดถูกจัดประเภทเป็นเซลล์สุริยะรุ่นใหม่ หรือรุ่นที่ 3 ซึ่งรวมถึง เซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Perovskite Solar Cells, เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์สาร Organic Solar Cells, สารไวแสง Dye-Sensitized อื่น ๆ เช่นเดียวกับ Quantum Dot Solar Cell, คอปเปอร์ ซิงค์ ทิน ซัลไฟด์ Copper Zinc Tin Sulfide, นาโนคริสตัล Nanocrystal และไมโครมอร์ฟ Micromorph .. ทั้งนี้ โซลาร์เซลล์ Perovskite หรือ Perovskite Solar Cells ได้รับการคาดหมายว่า กำลังเป็นที่นิยม และทำตลาดเชิงพาณิชย์ได้อย่างแพร่หลายเพิ่มขึ้นมากในอีกไม่นานจากนี้ไป ..

กลุ่มนักวิจัย มุ่งพัฒนาเทคนิคใหม่ๆ ของเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar PV รุ่นที่ 3 เพื่อเพิ่มขนาดกำลังการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Perovskite Solar Cells ในตลาดเชิงพาณิชย์ ..

เซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cells ซึ่งรวมถึง Organic PV, Dye-Sensitized & Quantum Dot Solar Cell ฟิล์มบาง Thin Film : TF นั้น มีศักยภาพในการเป็นเทคโนโลยีพลังงานแห่งอนาคต Future Energy Technologies เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงขึ้นมาก และมีต้นทุนการผลิตต่ำ .. อย่างไรก็ตาม กลุ่มนักวิจัย พบว่า การนำเทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิก Photovoltaic Technologies ที่มีแนวโน้มยอดเยี่ยมเหล่านี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ คือ เรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่ง เนื่องจากความยากลำบากในการเพิ่มขนาดกำลังผลิตจากอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก ไปเป็นโมดูล หรือแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ด้วยประสิทธิภาพการแปลงแสงให้เป็นกำลังไฟฟ้าที่สูงขึ้น ..

ทีมวิจัย ได้แสดงให้เห็นว่า วัสดุแผ่นบางชั้นเดียวโมโนเลเยอร์ที่ประกอบเอง Self-Assembled Monolayer สามารถช่วยเสริมการสร้างแผ่นเปอร์รอฟสไกต์ฟิล์มบางที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่ Large-Area Perovskite Film โดยใช้กระบวนการเคลือบบาง Blade-Coating Process กึ่งโปร่งแสงได้อย่างยอดเยี่ยม และด้วยเหตุนี้ การเพิ่มขนาดกำลังผลิต Upscaling of Perovskite Photovoltaic Cell จึงเป็นไปได้ไม่ยาก .. ทีมนักวิจัย เชื่อว่า กระบวนการใหม่ของพวกเขา จะสร้างโอกาสทางธุรกิจสำหรับการผลิต Perovskite Solar PV เป็นจำนวนมากด้วยราคาที่แข่งขันได้ในตลาดเชิงพาณิชย์ด้วยความมั่นใจจากนี้ไป ..

ก่อนหน้านี้โดยทั่วไป เซลล์แสงอาทิตย์ Photovoltaic Solar Cells ใช้เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors ในการแปลงพลังงานจากแสงเป็นกำลังไฟฟ้า ตั้งแต่ปี 2493 หรือ ค.ศ.1950 เป็นต้นมา .. ซิลิคอน Silicon : 14Si คือ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors หลักที่ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ Solar PV มาโดยตลอด .. อย่างไรก็ตาม การพัฒนาผลึกซิลิกอนขนาดใหญ่บนแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปที่ต้องการนั้น ตั้งอยู่บนพื้นฐานกระบวนผลิตที่มีราคาแพง และใช้เวลานาน ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ จึงได้หันมาใช้ Perovskites เพื่อผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่มีคุณสมบัติคล้ายกับซิลิกอน แต่บางกว่า เบากว่า และให้ประสิทธิภาพสูงกว่า ..

Perovskites ที่มีโครงสร้างผลึกเฉพาะ ได้ชื่อมาจากแร่ที่มีโครงสร้างเดียวกัน เมื่อเทียบกับซิลิกอนแล้ว สามารถผลิต Perovskites ได้โดยประหยัดต้นทุน และพลังงานได้มาก .. นอกจากนี้ เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ยังมีน้ำหนักเบา และใช้งานได้หลากหลาย เพียงพอสำหรับใช้ในสถานที่ต่างๆ เช่น หน้าต่าง และหลังคาโค้ง .. ประสิทธิภาพสูงสุดที่เป็นสถิติโลกของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Perovskite Solar Cells นั้น สูงแตะระดับ 25.7% ซึ่งโดยทั่วไปสูงกว่าประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน Silicon Solar Cells แบบดั้งเดิมที่ปัจจุบันมีประสิทธิภาพเฉลี่ย อยู่ที่เพียง 18-22% เท่านั้น ..

นักวิจัยสร้างเซลล์แสงอาทิตย์แบบเปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cells ด้วยชั้นของวัสดุที่วางอยู่ด้านบนของชั้นต้นแบบที่เรียกว่า Substrate ด้วยการปรับปรุงวิธีการเคลือบบางด้วยความเร็วสูง High-Speed Blade-Coating Method สำหรับฟิล์มบางของ Perovskites .. นักวิจัย ได้ตระหนักว่า คุณสมบัติพื้นผิวของ Substrate มีความสำคัญต่อการเคลือบพื้นที่ขนาดใหญ่ของ Perovskite .. ทั้งนี้ กระบวนการปัจจุบันทำให้เกิดช่องว่างที่ส่วนต่อประสานของฟิล์ม Perovskite ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ด้วยเช่นกัน ..

หนึ่งในตัวอย่างความก้าวหน้าที่โดดเด่นจากการวิจัย และพัฒนาในสหรัฐฯ พบว่า บริษัทสตาร์ทอัพในซานฟรานซิสโก Swift Solar และ Oxford PV ต่างก็ใช้ฟิล์ม Perovskite บางๆ ร่วมกับเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอน Silicon Solar Cell ที่มีมาตรฐานสูงล่าสุดพร้อมผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจ .. ซิลิกอน Silicon ดูดซับแถบสีแดงของสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ และ Perovskite จะดูดซับสเปกตรัมแถบแสงสีน้ำเงิน .. Perovskite Solar PV Cell ของ Oxford PV มีประสิทธิภาพถึง 28% และบริษัทฯ มั่นใจว่าจะสามารถทำลายเป้าหมายประสิทธิภาพที่ 30% ได้ ..

พวกเขายังไม่มีการจัดวางจำหน่ายในตลาด แต่พวกเขากำลังตั้งสายการผลิตจำนวนมาก .. ด้วยความช่วยเหลือจาก Meyer Burger ซัพพลายเออร์รายใหญ่ที่สุดรายหนึ่งด้านการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ พวกเขา คาดว่า สายการผลิตจำนวนมากจะแล้วเสร็จได้ภายปีนี้ .. ในการเปิดตัว คาดหมายได้ว่าจะมีโมดูล 400 W 60 Cells Module Available พร้อมด้วยรุ่นขนาด 500 W Version .. สำหรับการเทียบเคียงกับแผงโซลาร์เซลล์ Solar Cell คู่แข่งในตลาดปัจจุบันทั่วไป คือ 365 W ..

แต่ความก้าวหน้าที่ใหญ่ที่สุดในสหรัฐฯ มาจากห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติสหรัฐฯ National Renewable Energy Laboratory : NREL .. พวกเขาได้สร้างเซลล์แสงอาทิตย์ Solar PV Cells ในห้องปฏิบัติการด้วยประสิทธิภาพ 47.1% ซึ่งสร้างสถิติสูงสุดในปีที่ผ่านมา .. ขณะนี้อยู่ในห้องทดลอง และใช้การส่องสว่างที่เข้มข้น แต่ถึงแม้จะอยู่ภายใต้การส่องสว่างด้วยดวงอาทิตย์เพียงดวงเดียว ซึ่งจำลองสภาพในโลกแห่งความเป็นจริงได้ใกล้เคียงมากขึ้น ก็ยังคงมีประสิทธิภาพสูงถึง 39.2% ..

Perovskite Solar Cells Convert a High Fraction of Incident Light Directly into Usable Current | Credit : Karlsruhe Institute of Technology : KIT

วิธีการที่นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติสหรัฐฯ National Renewable Energy Laboratory : NRELทำนั้น ค่อนข้างฉลาด .. นี่คือเซลล์แบบหลายจุดเชื่อมต่ออีกเซลล์หนึ่ง แต่แทนที่จะเป็นสองชั้นซ้อน มันเป็นเซลล์แสงอาทิตย์หกทางแยก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วหมายความว่า พวกเขากำลังแบ่งชั้นเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ 6 ชั้นที่แตกต่างกัน .. ทั้งหมดมี 140 ชั้นของวัสดุสุริยะที่แตกต่างกัน 6 ชั้น … และเมื่อรวมกันทั้งหมดยังคงมีความหนาน้อยกว่า 1/3 ของเส้นผมมนุษย์ .. ที่น่าทึ่งก็คือ แม้พวกมันยังอยู่ในห้องปฏิบัติการ และยังไม่พร้อมสำหรับการผลิตจำนวนมาก แต่สิ่งเหล่านี้จะช่วยในการสร้างสิ่งที่เป็นไปได้ในระดับไฮเอนด์ High End และแสดงเส้นทางสู่อนาคตสำหรับบริษัทฯ ผู้ผลิต และนักวิจัยอื่น ๆ รวมทั้งพิสูจน์ให้เห็นว่า พวกเขาควรจะทำได้ดีกว่าขีดจำกัดประสิทธิภาพ 30% ด้วยวัสดุชนิดเดียว ..

และสุดท้าย คือ เทคโนโลยีระดับนิยายวิทยาศาสตร์ที่น่าอัศจรรย์ ซึ่งอาจจะยังไม่ได้เห็นในเร็ว ๆ นี้ แต่กลุ่มนักวิจัยสามารถสร้างมันขึ้นมาได้แล้วในห้องทดลอง  มันอาจฟังดูบ้าไปแล้ว .. จะเป็นอย่างไรหากเราสร้างพลังงานจากเงาได้ มิใช่แค่เพียงจากแสงสว่าง แต่จากย่านความถี่คลื่นแสงที่กว้างกว่ามาก หรือจากเงา และการเคลื่อนไหวของเงา รวมทั้งความแตกต่างความเข้มแสง ด้วยประสิทธิภาพกำลังผลิตไฟฟ้าที่สูงเพียงพอสำหรับงานหนักด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin – Film Solar PV รุ่นที่ 3 นี้ .. กลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ National University of Singapore ได้พัฒนาเครื่องต้นแบบที่เรียกว่า Shadow Effect Energy Generator : SEG ซึ่งสร้างพลังงานจากเงา Shadow ..

วิธีการทำงานของเทคโนโลยี คือ การสร้าง และเก็บเกี่ยวไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยจากความแตกต่างระหว่างส่วนที่เป็นเงา และส่วนที่สว่างของอุปกรณ์ .. หากอุปกรณ์อยู่ในเงามืด หรือแสงเต็มที่ จะไม่สร้างแรงดันไฟฟ้า แต่ยิ่งเข้าใกล้ความแตกต่างของแสง และเงาระดับ 50% หรือยิ่งครอบคลุมพื้นที่มากขึ้น แรงดันไฟที่ผลิตได้จะสูงขึ้นด้วย .. การทำงานของอุปกรณ์ต้นแบบสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าได้ประมาณ 1.2 V ซึ่งเพียงพอสำหรับจ่ายพลังงานให้กับนาฬิกาดิจิตอลสำหรับการสาธิตได้สำเร็จ ..

เทคโนโลยีประเภทนี้ สามารถใช้ประโยชน์จากเงาที่ส่องผ่าน เช่น ต้นไม้ หรือเมฆบนแผงโซลาร์เซลล์ Passing Shadows Like Trees or Clouds on a Solar Panel .. วันนี้หากแผงโซลาร์เซลล์ถูกกีดขวางบางส่วน แผงโซลาร์เซลล์จะหยุดผลิตพลังงาน .. อย่างไรก็ตาม แผงโซลาร์เซลล์ Solar PV ที่ติดตั้งอุปกรณ์ Shadow Effect Energy Generator : SEG นี้ สามารถเปลี่ยนเงาของต้นไม้นั้นให้เป็นพลังงาน หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของเงา สามารถนำมาใช้ผลิตกำลังไฟฟ้าได้ ..พวกมันผลิตกำลังไฟฟ้าภายในบ้านซึ่งเต็มไปด้วยเงาที่ผ่านไปมาได้ตลอดเวลา และยังทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับเงาที่เคลื่อนผ่านมันไปได้ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในแอพพลิเคชั่นกับอุปกรณ์สมาร์ทโฮม Smart Home .. อย่างไรก็ตาม พวกมันอาจอยู่ไกลจากสิ่งที่ใช้งานได้จริง มันยังอยู่ในแล็บ และห้องทดลองเป็นส่วนใหญ่ แต่ด้วย Perovskite Technology นั้น แนวคิดที่ไม่เหมือนใครนี้ ดูจะเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์ที่ควรค่าแก่การคำนึงถึงอย่างยิ่ง ..

Perovskites น่าตื่นเต้นด้วยเหตุผลหลายประการ แต่เหตุผลที่เราจะพูดถึงนั้นเกี่ยวข้องกับ Photovoltaic Effect ซึ่งหมายถึง ‘พลังงานจากแสง Energy from Light’ ..

ดีบุก Tin : 50Sn หรือตะกั่ว Lead : 82Pb ในวัสดุสารประกอบผลึกเปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Crystals : ABX3 เหล่านี้ คือ สุดยอดสำหรับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ฟิล์มบาง Perovskite Thin-Film Solar PV เพื่อผลิตกำลังไฟฟ้าในลักษณะเดียวกับที่ใช้ซิลิคอน Silicon : 14 Si ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง Thin Film Solar Cells .. ทั้งนี้ X ในสารประกอบผลึกเปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Crystals: ABX3 มักหมายถึง กลุ่มธาตุฮาโลเจน Halogen ได้แก่ Chlorine : 17Cl, Bromine : 35Br และ Iodine : 53I .. และด้วยคุณสมบัติทางเคมีสำหรับ Halide Perovskites Technology นั้น อะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้ เหมาะอย่างยิ่งในการสร้างโมเลกุลร่วมกับอะตอมอื่นๆ ที่เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductor Materials ซึ่งอิเล็กตรอนสามารถถูกกระตุ้นด้วยพลังงานแสง และวิ่งพุ่งไปตามเส้นลวดเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ..

ต่างจากคริสตัลซิลิกอน Silicon Crystals ค่อนข้างมาก ผลึกคริสตัลเปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Crystals นั้น สร้าง และผลิตขึ้นได้ง่ายกว่าภายใต้สภาวะปกติ .. ซิลิคอน Silicon จะต้องถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงมากก่อนเพื่อผลิตวัสดุที่มีความบริสุทธิ์ และโครงสร้างผลึกที่เหมาะสมเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า .. แต่ในทางกลับกัน เราสามารถสร้าง Perovskites ด้วยกระบวนการที่ง่ายกว่ามากได้ โดยผสมสารเคมีในสารละลาย และเคลือบพื้นผิวด้วยสารละลายนั้น .. กระบวนการนี้อาจฟังดูซับซ้อนเล็กน้อย แต่โดยส่วนใหญ่แล้ว การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cell ในอนาคตจะมีราคาถูก และง่ายกว่าการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอน Silicon Solar Cells เป็นอย่างมาก ..

Japanese Scientists Use Manganese to Boost Perovskite Cell Performance | Credit : Okinawa Institute of Science and Technology

อย่างไรก็ตาม เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite แบบบูรณาการในอาคาร Building-Integrated Photovoltaics : BIPV คือ วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่สามารถใช้แทนวัสดุก่อสร้างทั่วไปในส่วนของเปลือกอาคาร เช่น หลังคา หน้าต่างกระจก สกายไลท์ หรือส่วนหน้า พวกมันกำลังถูกผนวกรวมเข้ากับการก่อสร้างอาคารสมัยใหม่มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าหลัก หรือแหล่งพลังงานสำรองเสริม ..

ทั้งนี้ หน้าต่างโฟโตโวลตาอิกกึ่งโปร่งแสง Semi-Transparent Photovoltaic Windows ที่ใช้เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cell เป็นโมดูลกึ่งโปร่งใสน้ำหนักเบา เช่น Perovskite Solar Cells หรือ Smart Windows สามารถใช้แทนองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมหลายรายการ ซึ่งแต่เดิมมักทำด้วยแก้ว หรือวัสดุที่คล้ายกัน เช่น หน้าต่าง ประตู และสกายไลท์ ..Thin-Film Perovskite Solar Cells โมดูลกึ่งโปร่งใส Semi-Transparent ได้แสดงบทบาทนำสำหรับอาคารสมัยใหม่ นอกจากพวกมันจะผลิตกำลังไฟฟ้าได้แล้ว พวกมันยังทำให้เกิดการประหยัดพลังงานได้อย่างมากอีกด้วย เนื่องจากคุณสมบัติของการเป็นฉนวนความร้อนที่เหนือกว่า และการควบคุมการแผ่รังสีจากแสงอาทิตย์มาพร้อมด้วย ..

เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์สารฟิล์มบาง Thin-Film Organic Solar Cells ทำลายสถิติประสิทธิภาพใหม่สำหรับมาตรฐานเพื่อการพาณิชย์ ..

เซลล์แสงอาทิตย์โพลีเมอร์ Polymer Solar Cells คือ อีกรูปแบบเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง Thin Film Solar PV ซึ่งมีศักยภาพในการเป็นวัสดุโปร่งใส Transparency เหมาะสมที่จะประยุกต์ใช้กับหน้าต่าง ผนังอาคาร อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น หรือเป็นแผ่นโค้งงอได้ และอื่นๆ ได้อีกมากมาย ..

เทคโนโลยีโซลาร์เซลล์รูปแบบใหม่ ๆ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์สาร Organic Solar Cells มีราคาถูกกว่าในการผลิต และมีความยืดหยุ่นมากกว่าเซลล์สุริยะที่ทำจากผลึกซิลิกอน Crystalline Silicon แต่มิได้ให้ประสิทธิภาพ หรือความเสถียรในระดับเดียวกัน ..

อย่างไรก็ตาม ข้อดีของเซลล์แสงอาทิตย์ออร์แกนิก Organic Solar Cells นั้น ชัดเจน พวกมันบาง ยืดหยุ่นได้เหมือนแผ่นฟอยล์ Foil และสามารถปรับให้เข้ากับพื้นผิวต่าง ๆ ได้ .. ความยาวคลื่นที่แสงแดดถูกดูดซับสามารถปรับแต่งได้ผ่านโมดูลมาโคร Macromodules .. หน้าต่างอาคารสำนักงาน Office Window ที่เคลือบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ออร์แกนิก Organic Solar Cells จะดูดซับสเปกตรัมแสงสีแดง และอินฟราเรด Red & Infrared Spectrum ซึ่งไม่เพียงแต่คัดกรองการแผ่รังสีความร้อนเท่านั้น แต่ยังผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในเวลาเดียวกันไปพร้อมด้วย ..

โซลาร์เซลล์อินทรีย์สาร Organic Solar Cells อาจมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับเซลล์ที่อิงกับวัสดุอนินทรีย์ Inorganic Materials เช่น ซิลิกอน Silicon และ Perovskites .. ทั้งนี้ ข้อค้นพบใหม่ล่าสุดจากนักวิจัยในประเทศจีนที่ได้กำหนดว่าวัสดุที่ไวต่อแสงชนิดใดดีที่สุดสำหรับการสร้างอุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cells .. เซลล์ไฟฟ้าทดสอบที่ผลิตในห้องปฏิบัติการสามารถเข้าถึงประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน Power Conversion Efficiency : PCE ที่ 17.3% ซึ่งเป็นค่าที่สูงกว่าปัจจุบันซึ่งโดยทั่วไปอยู่ที่ 14-15% อย่างมีนัยสำคัญ ค่าประสิทธิภาพนี้ อาจสูงถึง 25% ได้ด้วยการปรับแต่งที่เหมาะสมในอนาคต ..

เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์สาร Organic Photovoltaic Cells : OPVs แสดงให้เห็นถึงความหวังอย่างมากสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางยุคหน้าด้วยต้นทุนที่ต่ำ และด้วยข้อเท็จจริงที่ว่า พวกมันมีความยืดหยุ่น โค้งงอได้ และสามารถติดแปะได้บนพื้นที่ขนาดใหญ่ เช่น ผนังอาคาร และหน้าต่าง .. อันที่จริง นักวิจัยประสบความสำเร็จในการปรับปรุงประสิทธิภาพ Power Conversion Efficiency : PCE ของเซลล์ไฟฟ้าเหล่านี้จากประมาณ 5% เป็น 14-15% ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา โดยการสร้างเซลล์ที่เรียกว่า Tandem Cells ซึ่งชั้น Photoactive ที่มีลักษณะการดูดกลืนแสงเสริม จะซ้อนกันอยู่ด้านบนของกันและกัน ด้วยวิธีนี้ พวกมันจึงสร้างเซลล์ที่ดูดซับช่วงความยาวคลื่นของแสงแดดได้กว้างกว่าวัสดุที่ใช้ผลิตโซลาร์เซลล์รูปแบบเดิม .. ทั้งนี้ เนื่องจากสารอินทรีย์ที่ไวต่อแสงในแต่ละเซลล์ย่อย Subcell นั้น สามารถออกแบบด้วยแถบช่องว่างพลังงาน Bandgaps ที่แตกต่างกันแต่เข้ากันได้เป็นอย่างดี ..

แม้ว่า 14-15% จะน่าประทับใจ แต่ค่าประสิทธิภาพนี้ก็ยังถือว่าน้อยกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้วัสดุอนินทรีย์ Inorganic Materials ซึ่งในส่วนของ Power Conversion Efficiency : PCE อยู่ระหว่าง 18-22% .. สาเหตุหลักประการหนึ่งสำหรับ PCE ที่ค่อนข้างต่ำของ OPV Cells คือ ช่วงการดูดซับแสงแดดที่จำกัดของวัสดุที่ใช้ทำเซลล์ย่อย Subcell ด้านหลังในอุปกรณ์ .. อันที่จริง วัสดุเหล่านี้ส่วนใหญ่สามารถดูดซับโฟตอนที่มีพลังงานประมาณ 1.3 eV (90 nm) หรือ 1.87454666 × 10-26 m3 Kg/s2 เท่านั้น ซึ่งหมายความว่า พวกมันพลาดสเปกตรัมแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ไปนั่นเอง ..

การคัดกรองวัสดุ Photoactive ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดนั้น ทีมนักวิจัยที่นำโดย Yongsheng Chen จาก Nankai University ใน Tianjin ประเทศจีน ได้พัฒนาแบบจำลองกึ่งเชิงประจักษ์เพื่อทำนายว่า วัสดุใดทำงานร่วมกันได้ดีที่สุดในเซลล์ที่เรียงกัน .. พวกเขาได้คัดกรองวัสดุโฟโตแอกทีฟที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด Most Efficient Photoactive Materials จากนั้นจึงพบว่า เซลล์ย่อย Subcell ด้านหน้า และด้านหลังเข้ากันได้ดีที่สุดในอุปกรณ์เหล่านี้ ซึ่ง Yongsheng Chen อธิบายว่า การวิเคราะห์เหล่านี้นั้น อิงจากผลงานทางทฤษฎีที่ผ่านมา และผลการทดลองที่ล้ำสมัย ..

Yongsheng Chen ยืนยันว่า ด้วยการคำนวณที่แม่นยำ พวกเขาจึงสามารถสร้างเซลล์ Organic Photovoltaic Cells : OPV Cells ได้ด้วย Solution – Processed Two-Terminal Monolithic Tandem ได้ โดยทำสถิติประสิทธิภาพ Power Conversion Efficiency : PCE ใหม่ที่น่าทึ่งอยู่ที่ 17.3% ..

การวิเคราะห์ของพวกเขา ชี้ว่า Organic Photovoltaic Cells : OPV ที่ 17.3% ยังจะสามารถเพิ่มได้อีกเป็นอย่างน้อย 25% และวัสดุเหล่านี้อาจจะดีเท่ากับเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์อื่นๆ .. Yongsheng Chen กล่าวเพิ่มเติมด้วยความมั่นใจว่า Organic Photovoltaic Cells : OPVs จะสามารถแสดงศักยภาพสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ได้อย่างยอดเยี่ยมปราศจากข้อสงสัยในอนาคตอันใกล้นี้แน่นอน ..

ทีมงานวิจัย ซึ่งรวมถึงนักวิจัยจากศูนย์นาโนวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีแห่งชาติในกรุงปักกิ่ง National Center for Nanoscience and Technology in Beijing และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเซาท์ไชน่าในกวางโจว South China University of Technology in Guangzhou ชี้ให้เห็นว่า ขณะนี้ ทีมงาน กำลังมุ่งมั่นอยู่กับการหาส่วนผสมของวัสดุที่ดียิ่งขึ้นสำหรับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์สารฟิล์มบาง Thin-Film Organic Photovoltaic Cells : OPV Cells และปรับปรุงเสถียรภาพของพวกมัน .. อย่างไรก็ตาม ในขณะที่การทดสอบความเสถียรเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่า OPV Cells ล่าสุดนั้น มีความเสถียรมากขึ้น และเสื่อมคุณภาพเพียง 4% หลังจากผ่านไป 166 วัน แต่ความเสถียรในระยะทนยาวนั้น จำเป็นต้องได้รับการทดสอบเพิ่มเติมอย่างละเอียดต่อไป เพื่อให้มั่นใจว่า อะไรก็ตามที่เป็นเช่นกระจก เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์สารที่บางเฉียบ อาจใช้สร้างพื้นผิวกึ่งโปร่งแสง Semi-Transparency ซึ่งช่วยให้แสงส่องผ่านเข้ามา ในขณะเดียวกันก็สามารถผลิตกำลังไฟฟ้าได้อย่างชาญฉลาดอีกด้วย ..

คาดการณ์ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางทั่วโลก Global Thin-Film Photovoltaic Market ..

ขนาดธุรกิจในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางทั่วโลก Global Thin-Film Photovoltaic Market คาดว่าจะสูงจาก 5.3 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2566 เป็นสูงถึง 15.1 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2573 .. ทั้งนี้ อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางทั่วโลก Global Thin – Film Photovoltaic Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุดรวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 15.6-16% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ปี 2567-2573 ..

คุณลักษณะที่เป็นประโยชน์ และโดดเด่นของเพอร์รอฟสไกต์ Perovskite เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงสูง High Absorption Coefficients, แถบความถี่ที่ปรับแต่งได้กว้าง Broadly Tunable Bandgaps และความสามารถในการเคลื่อนย้ายของอิเล็กทรอนิกส์ที่แข็งแกร่ง Strong Electronic Transport Capabilities สำหรับทั้งอิเล็กตรอน และหลุม Electrons & Holes นำไปสู่การใช้วัสดุเพอร์รอฟสไกต์ Perovskite ประเภทนี้ที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ..

Final installation & Layout of Uni-Solar Ovonic’s Thin Film Flexible Solar PV Panels | Credit : Ken Fields / Wikipedia

ดังนั้น เฉพาะกลุ่มเพอร์รอฟสไกต์ Perovskite Segment พบว่า มีรายได้จากตลาดสูงถึง 521.4 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2565 .. เพอร์รอฟสไกต์ Perovskites คือ สสารประเภทหนึ่งที่มีโครงสร้างผลึกร่วมกัน .. สำนักงานเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Energy Technologies Office: SETO ของกระทรวงพลังงานของสหรัฐฯ ตั้งเป้าที่จะเปิดใช้งานเชิงพาณิชย์ในอนาคตด้วยเงินทุน 20 ล้านเหรียญสหรัฐฯ เพื่อเป็นเงินทุนสำหรับโครงการริเริ่มเกี่ยวกับการวิจัย และพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar PV Perovskite ทางอุตสาหกรรม .. เมทิลแอมโมเนียมลีดเฮไลด์ Methylammonium Lead Halides : MALHs หรือ [CH3NH3]+ Pb2+(X)3 คือ เพอร์รอฟสกีต์ลูกผสมอินทรีย์-อนินทรีย์ Organic-Inorganic Hybrid Perovskites ที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับการใช้งานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ Solar PV โดย X หมายถึง Chlorine : 17Cl, Bromine : 35Br หรือ Iodine : 53I เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น .. เพอร์รอฟสกี้ Perovskites มักถูกรวมเข้ากับ CIGS, ผลึกซิลิคอน Crystalline Silicon และเทคโนโลยี PV Technologies อื่น ๆ ในเซลล์แบบแยกกัน หรือหลายทางแยก ปัจจัยบางประการที่ส่งผลกระทบต่อตลาด ได้แก่ การรวมเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar PV Cells ไว้ในวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้าง Construction, ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Technological Advancements in Thin-Film Photovoltaic รวมทั้งการขาดแรงงานที่มีความสามารถ Lack of Competent Labor และวุฒิภาวะทางเทคโนโลยีที่จำกัด Limited Technological Maturity ..

เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cells หรือที่เห็นกันทั่วไปว่าเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผนวกรวมไปกับโครงสร้างอาคาร Building-Integrated Photovoltaics: BIPV กำลังถูกรวมเข้ากับวัสดุก่อสร้างมากขึ้นเรื่อยๆ .. ทั้งนี้ การใช้งานการบูรณาการนี้เพิ่มขึ้นมากอันเป็นผลมาจากข้อดีหลายประการ หมายถึง เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin – Film Solar Cells ช่วยให้มีการออกแบบที่ยืดหยุ่น และสามารถรวมเข้ากับส่วนประกอบทางสถาปัตยกรรมที่หลากหลาย เช่น ด้านหน้าอาคาร หลังคา หน้าต่าง และแม้แต่พื้นผิวโปร่งใสได้อย่างง่ายดาย ความคุ้มค่า ประสิทธิภาพ และความสามารถในการปรับขนาดของระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Cost-Effectiveness, Efficiency & Scalability of Thin-Film Photovoltaic Systems ได้รับการปรับปรุงอย่างมากจากการพัฒนาทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง ..

SmartSkin / The Power Window, Surpasses the Transparency of Windows & Electricity Generating Capacity : 8-10 watt/m2 | Credit : Delft Technical University

เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cells ในปัจจุบันมีศักยภาพเชิงพาณิชย์ที่กว้างขึ้นเนื่องจากมีความก้าวหน้า รวมถึงการดูดกลืนแสงที่ดีขึ้น ประสิทธิภาพการแปลงที่ดีขึ้น และการใช้วัสดุใหม่ .. แผงโซลาร์เซลล์แบบเดิม Traditional Solar Panels มีน้ำหนักมากกว่าแผงโซลาร์เซลล์รุ่นใหม่ ถึง 100 เท่า แต่กลับสร้างพลังงานได้มากกว่าแผงโซลาร์เซลล์แบบเดิมๆ ถึง 18 เท่าต่อกิโลกรัม Amount of Power per Kilogram .. ดังนั้นความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีฟิล์มบาง Rapid Advancement in Thin-Film Technologies จะช่วยเพิ่มการเติบโตของตลาดตลอดช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ..

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Photovoltaic Technologies คือ เทคโนโลยีใหม่ล่าสุด และมีการพัฒนาน้อยกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนทั่วไป Conventional Silicon-Based Solar Cells .. เทคโนโลยีฟิล์มบาง Thin-Film Technologies มีประวัติที่เป็นที่ยอมรับ แต่ก็ผ่านการทดสอบน้อยกว่า เนื่องจากมีระยะเวลาการวิจัย การพัฒนา และการปรับปรุงที่สั้น ด้วยเหตุนี้ นักลงทุน และลูกค้าที่มีศักยภาพ จึงลังเลที่จะลงทุนขนาดใหญ่ในเทคโนโลยีเหล่านี้ .. นอกจากนี้ แหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Sources อื่นๆ เช่น พลังงานลม Wind Energy และพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมแสงเข้มข้น Concentrated Solar Power : CSP คือ ทางเลือกการแข่งขันในตลาดกับเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Photovoltaic Technologies มาพร้อมด้วย เป็นต้น .. เทคโนโลยีทางเลือกเหล่านี้เป็นธุรกิจที่มีชื่อเสียง มีประโยชน์ และเป็นคู่แข่งสำคัญต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางในแง่ของส่วนแบ่งการตลาด Thin-Film Photovoltaics in Terms of Market Share และโอกาสในการขยายตัว .. หากแต่ด้วยคุณลักษณะที่เป็นประโยชน์ และโดดเด่นเฉพาะของเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar PV Technologies ในตัวของมันเองที่บางเฉียบ น้ำหนักเบา  โค้งงอได้ โปร่งแสง และประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ นั้น คาดหมายว่า ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางทั่วโลก Global Thin-Film Photovoltaic Market จะมีอัตราการขยายตัวเติบโตต่อปีในระดับสูงแตะระดับที่ค่า CAGR มากกว่า 20% จนถึงปี 2593 ได้อย่างมั่นคง ..

สรุปส่งท้าย ..

การประยุกต์ใช้งานแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ของมนุษยชาติทั่วโลกกำลังเพิ่มสูงขึ้น .. ผู้คนสามารถเห็นหลักฐานบนหลังคาบ้าน สวนหลังบ้าน ประตู หน้าต่าง เปลือกพื้นผิวอาคาร ตามแนวถนน เหนือพื้นที่การเกษตร หลังคาโรงงานอุตสาหกรรม บนอ่างเก็บน้ำ รวมทั้งเกาะแก่งในทะเล และพื้นที่ห่างไกลแบบแยกเดี่ยว เป็นต้น ..

หน่วยผลิตไฟฟ้าที่เป็นแผงโซล่าร์เซลล์แยกย่อย และโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ Solar PV Power Plantsขนาดเล็ก ขนาดใหญ่ รูปแบบต่างๆ เกิดขึ้นมากมาย .. พวกมัน ได้กลายเป็นสัญญาณบ่งชี้ชัดเจนต่อการเปลี่ยนแปลงในอนาคตไปสู่ระบบเศรษฐกิจ และสังคมคาร์บอนต่ำ และกำลังเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วกว่าที่มีการคาดการณ์ไว้ ..

สำหรับในประเทศไทยนั้น ศักยภาพในการรับแสงอาทิตย์ ถือว่ายอดเยี่ยม เมื่อเทียบกับประเทศอื่นๆ โดยเฉพาะภาคใต้ และตอนเหนือของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เช่น จังหวัดอุดรธานี กับบางพื้นที่ในภาคกลาง .. ประมาณ 14.3% ของประเทศมีการเปิดรับแสงอาทิตย์ทุกวันประมาณ 19-20 MJ/m2/วัน ในขณะที่อีก 50% ของประเทศได้รับประมาณ 18-19 MJ/m2/วัน .. ด้วยเหตุนี้ ในแง่มุมศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ประเทศไทยนั้น ถือว่าสูงมาก ซึ่งอาจยังน้อยกว่าในสหรัฐฯ แต่นำหน้าญี่ปุ่น ..

การผลิตกำลังไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ของไทย มีส่วนแบ่งมากกว่า 3 GW ซึ่งเป็นกำลังการผลิตที่มากกว่า 60% ของกำลังการผลิตกำลังไฟฟ้าที่ติดตั้งทั้งหมดในภูมิภาคอาเซียน ตามด้วยฟิลิปปินส์ มาเลเซีย และสิงคโปร์ .. ในมุมมองนี้ พลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน ตามนโยบายความมั่นคงทางพลังงานประเทศไทย ซึ่งหมายถึง กำลังผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ ลม และชีวมวล จะเพิ่มขึ้นเป็น 30% ไม่นับรวมไฟฟ้าพลังน้ำ ภายในปี 2580 หรือก่อนหน้านี้ .. ปัจจุบัน คาดหมายว่า เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cells กำลังจะเข้ามามีส่วนร่วมสำคัญ ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในครัวเรือน ชุมชน และสังคมไทยด้วย เพราะมันกำลังจะเป็นแหล่งพลังงานหลักรูปแบบกระจายอีกตัวหนึ่ง ภายใต้แผนงานพัฒนาพลังงานทางเลือก AEDP ของประเทศ ..

ตัวอย่างการลงทุนของ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน) หรือ Energy Absolute : EA บริษัทเอกชนไทยที่ดำเนินธุรกิจพลังงานสะอาด ในการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ที่จังหวัดลพบุรี กำลังผลิต 8 MW AC/9.33 MW DC เป็นตัวอย่างหนึ่งของเอกชนไทยสำหรับโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ขนาดเล็กสำหรับชุมชนในท้องถิ่นแบบพอเพียงที่ประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึก Crystalline Solar Cells และเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง Thin Film Solar Cell รุ่นแรก เพื่อผลิตกำลังไฟฟ้ากระจายสู่ชุมชนในท้องถิ่น .. นอกจากนี้ EA ยังมีธุรกิจโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ อีก 3 แห่ง ในจังหวัดนครสวรรค์ ลำปาง และพิษณุโลก กำลังผลิตไฟฟ้ารวมอีกถึง 270 MW AC, 388.172 MW DC ..

ทั้งนี้ ตัวอย่างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ฟิล์มบาง ที่จังหวัดลพบุรีอีกแห่งหนึ่งที่น่าสนใจ ได้แก่ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ลพบุรีโซลาร์ ของบริษัท พัฒนาพลังงานธรรมชาติ จำกัด NED บนเนื้อที่ 1,400 ไร่ สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 73 MW DC เพื่อใช้ในครัวเรือนได้มากถึง 70,000 หลังคาเรือน และสามารถช่วยลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ถึงประมาณ 1.3 ล้านตันต่อปี ถือเป็น โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบ Thin Film ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ..

อย่างไรก็ตาม ด้านประสิทธิภาพของแผงโซล่าร์เซลล์ชนิดฟิล์มบางรุ่นแรกๆ โดยทั่วไปนั้น มีประสิทธิภาพเฉลี่ยอยู่เพียง 7-13% ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่นำมาทำเป็นฟิล์มฉาบ แต่สำหรับอาคาร บ้านเรือนโดยทั่วไปในประเทศไทยปัจจุบันนี้นั้น มีเพียงประมาณ 5% เท่านั้น ที่ใช้แผงโซล่าเซลล์ที่เป็นรูปแบบชนิดฟิล์มบาง .. ดังนั้น การพัฒนาประสิทธิภาพการผลิตกำลังไฟฟ้าของโมดูล Solar PV ฟิล์มบางให้สูงกว่าด้วยต้นทุนลดลง กลายเป็นความจำเป็นที่ขาดไม่ได้ .. เนื่องเพราะ เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cell Technologies คือ นวัตกรรมแห่งความหวังของอนาคตภาพรวมอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ ที่จะเปลี่ยนมุมมองการใช้พลังงานในชีวิตประจำวันของสังคมไปตลอดกาลให้สำเร็จได้ในที่สุด ..

ทั้งนี้ ไม่ว่าพัฒนาการของ Thin Film Solar PV จะก้าวหน้าไปอย่างไรก็ตาม .. ตลาดสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin Film Solar PV Market ในปัจจุบัน อ้างอิงข้อมูลการตรวจสอบตลาด เมื่อปีที่ผ่านมา คาดหมายว่า Global Thin-Film Photovoltaic Market จะมีอัตราการขยายตัวเติบโตต่อปีในระดับสูงแตะระดับที่ค่า CAGR มากกว่า 20% จนถึงปี 2593 ได้อย่างมั่นคง .. หมายถึง พวกมันกำลังกลายเป็นโอกาสทางธุรกิจที่มั่นคง และน่าสนใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การลงทุนเพื่อให้การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin Film Solar PV รุ่นที่ 2 และ 3 ในกลุ่มเพอร์รอฟสไกต์ Perovskite Thin-Film Solar PV Cells รวมทั้งเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์สารฟิล์มบาง Thin-Film Organic Solar Cells เกิดขึ้นในประเทศไทย กลายเป็นความจำเป็นที่ขาดไม่ได้ ทั้งนี้ นอกจากจะเป็นไปเพื่อการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition ของไทยจะบรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนได้แล้ว การแสดงบทบาทนำเป็นศูนย์กลางส่งออกเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin Film Solar Cells ในภูมิภาคนั้น คาดหมายได้ว่า จะสร้างรายได้เข้าประเทศได้อย่างเป็นกอบเป็นกำจากนี้ไป และลดการนำเข้าเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuels จากต่างประเทศได้อย่างเฉียบขาดไปพร้อมด้วย ..

อย่างไรก็ตาม ภาพรวมตลาดโซล่าร์เซลล์แสงอาทิตย์ Solar Cell Market ในประเทศไทย คาดว่า จะเติบโตในอัตราที่น่าเกรงขามในช่วงระยะเวลาจากนี้ไป .. ตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ของไทย ได้รับแรงหนุนจากความต้องการพลังงานยั่งยืนที่เพิ่มขึ้น .. การริเริ่มของภาคเอกชน และนโยบายสนับสนุนของภาครัฐ จะสามารถขับเคลื่อนการเติบโตของตลาดได้จนถึงปี 2573 .. นอกจากนี้ ความสนใจที่เพิ่มขึ้นของภาคธุรกิจในการจัดหากำลังไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยโซล่าร์เซลล์ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านพลังงานทางเลือก พลังงานหมุนเวียน คาดว่า พวกมันจะกลายเป็นแหล่งพลังงานสำคัญของตลาดพลังงาน Energy Market ของไทยในช่วงจากนี้ไป ไม่มีข้อสงสัย ..

ตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ของประเทศไทย Thailand Solar Cell Market แบ่งตามประเภทผลิตภัณฑ์ ประเภทระบบสายส่ง การใช้งาน ตามภูมิภาค และตามประเภทของผลิตภัณฑ์ .. ตลาด Solar PV สามารถแยกส่วนออกเป็นฟิล์มบาง Multi-Si และ Mono-Si โดยเฉพาะประเภท Mono-Si : Flexible Carbon Nanotube/Mono-Crystalline Si Thin-Film Solar Cells ได้รับการคาดหมายไว้ว่า พวกมันจะเติบโตอย่างมีนัยสำคัญในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ด้วยเช่นกัน เนื่องจากประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ที่สูงขึ้นมาก ราคาลดลง และอายุการใช้งานที่ยาวนานมากขึ้น ตามการใช้งาน .. ตลาดที่กล่าวถึง สามารถแบ่งออกเป็น เช่น ที่อยู่อาศัย ไม่ใช่ที่อยู่อาศัย อาคารเชิงพาณิชย์ และยูทิลิตี้ Utility หรือการบริการสาธารณะ เป็นต้น ..

Types of Solar Cell & Their Respective Highest Power Conversion Efficiencies for Solar EVs | Credit : Toyota

การใช้งานใน ยูทิลิตี้ Utility หรือการบริการสาธารณะนั้น คาดว่าจะมีส่วนแบ่งการตลาดที่ใหญ่ที่สุดในช่วงระยะเวลาจากนี้ไป .. คาดหมายได้ว่า จะเป็นการใช้ระบบไฟฟ้าโซล่าร์เซลล์ในโรงไฟฟ้าขนาดกลางขึ้นไป กิจการทหาร และการป้องกันประเทศ รวมทั้งการใช้งานในระบบสาธารณูปโภค เนื่องเพราะความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นนั้น เหมือนกันทั่วโลก .. แผนงานดำเนินการติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่เพิ่มขึ้น เป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญที่ทำให้การใช้เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางรุ่นล่าสุดในยูทิลิตี้ Utility หรือการบริการสาธารณะเพิ่มขึ้นในตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีส่วนแบ่งสูงขึ้นตามไปด้วย เพื่อทดแทนแหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลในประเทศ สอดคล้องกับนโยบายภาครัฐที่มุ่งไปสู่การปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ Net Zero ร่วมกับนานาชาติได้สำเร็จในที่สุด ..

ผู้เล่นรายใหญ่ที่ดำเนินงานในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ของไทย ได้แก่ บริษัท Energy Absolute Public Companies : EA, SPCG PCL, Symbior Energy Limited, Thai Solar Energy PLC, Trina Solar Co., Ltd (Trina Solar), Solaris Green Energy Co., Ltd., Solartron Public Company, บริษัท Yingli Green Energy Holding Co., Ltd, ItalThai, Toyothai, บริษัท พัฒนาพลังงานธรรมชาติ จำกัด NED และอื่นๆ เป็นต้น ..

บริษัทเอกชนไทยต่าง ๆ เหล่านี้ กำลังมุ่งพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูง และเปิดตัวนวัตกรรมใหม่ๆ เพื่อรักษาความสามารถในการแข่งขันในตลาด กลยุทธ์การแข่งขันอื่น ๆ รวมถึงการควบรวมกิจการ การพัฒนาบริการใหม่ๆ .. ทั้งนี้ เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar PV Technologies และผลิตภัณฑ์ประสิทธิภาพสูงรุ่นล่าสุดในตลาด ได้กลายเป็นข้อไขสำหรับทิศทางการลงทุนที่น่าสนใจอย่างยิ่ง ซึ่งรวมถึงโอกาสทางธุรกิจไปสู่ตลาดใหม่ๆ สำหรับชุมชน ชีวิตประจำวันของผู้คน และสังคมไทยในอนาคตระบบเศรษฐกิจคาร์บอนต่ำของไทยให้สำเร็จได้ในที่สุดต่อไป ..

……………………………………

คอลัมน์ : Energy Key

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

Thin – Film Solar Cells | Wikipedia :-

https://en.wikipedia.org/wiki/Thin-film_solar_cell

Thin – Film Solar Panels: What You Need to Know | Energy Sage :-

https://www.energysage.com/solar/types-of-thin-film-solar-panels/

Global Thin – Film Photovoltaic Market | Glob News Wire :-

https://www.globenewswire.com/news-release/2023/08/29/2733827/0/en/The-Global-Thin-Film-Photovoltaic-Market-size-is-expected-to-reach-15-1-billion-by-2030-rising-at-a-market-growth-of-15-6-CAGR-during-the-forecast-period.html

Thin – Film Solar Cell .. เซลล์แสงอาทิตย์รูปแบบฟิล์มบาง :-

https://photos.app.goo.gl/mkCDGcA3t9ytnWht7

The Rise of Solar Power :-

https://photos.app.goo.gl/KFoD7BEWC2airNydA

- Advertisment -spot_img
- Advertisment -spot_imgspot_img

Featured

- Advertisment -spot_img
Advertismentspot_imgspot_img
spot_imgspot_img