วันอังคาร, พฤษภาคม 21, 2024
หน้าแรกCOLUMNISTSDSSCs แหล่งพลังงานจากแสงสว่างในที่ร่ม
- Advertisment -spot_imgspot_img
spot_imgspot_img

DSSCs แหล่งพลังงานจากแสงสว่างในที่ร่ม

DSSCs to Produce Renewable Energy from Lighting in the Building

“…เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงทั่วโลก Global Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs : DSSCs Technology ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานทั่วไป 3 ประการในอนาคต ได้แก่ การเติบโตทางเศรษฐกิจ Economic Growth, ความมั่นคงด้านพลังงาน Energy Security และการปกป้องสิ่งแวดล้อม Environmental Protection …”

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีไวแสงแบบ Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs คือ เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่ 3 หรือ Third-Generation Photovoltaic Cells ราคาประหยัด Low-Cost Solar Cells ที่อยู่ในกลุ่มของเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง Thin Film Solar Cells .. พวกมัน ขึ้นอยู่กับรูปแบบของเซมิคอนดักเตอร์ที่ขั้วบวกซึ่งไวต่อแสง Semiconductor Formed Between A Photo-Sensitized Anode กับอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte ในระบบไฟฟ้าโฟโตเคมี Photoelectrochemical System ..

Dyesensitize Solar Cells Developed by the Researchers in the Evening (left) and during the Day (Light) | Credit : Demadrille et al / Tech Xplore

เซลล์แสงอาทิตย์สีไวแสง DSSCs รุ่นใหม่ล่าสุด หรือที่รู้จักในชื่อ Grätzel Cells นั้น เดิมคิดค้นร่วมกันในปี ค.ศ.1988 หรือ พ.ศ.2531 โดย Brian O’Regan และ Michael Grätzel ที่มหาวิทยาลัย UC Berkeley และงานนี้ได้รับการพัฒนาในเวลาต่อมาโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยที่เป็นสถาบันวิจัยเปิด Public Research University ชื่อว่า Swiss Federal Institute of Technology Lausanne หรือ École Polytechnique Fédérale de Lausanne : EPFL ในเมืองโลซาน ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ จนกระทั่งมีการตีพิมพ์เกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีไวแสงแบบ Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs ที่มีประสิทธิภาพสูงชุดแรก ในปี ค.ศ.1991 และ Michael Grätzel ได้รับรางวัล Millennium Technology Prize ประจำปี 2553 สำหรับการประดิษฐ์ผลงานชิ้นนี้ แต่ยังไม่สามารถนำออกสู่ตลาดเชิงพาณิชย์ในขณะนั้นได้ เนื่องจากปัญหาทางเทคนิคบางประการ ยังไม่ได้รับการปรับปรุงแก้ไข จนกระทั่ง 4 กุมภาพันธ์ 2563 เมื่อ บริษัท Ricoh ประเทศญี่ปุ่น เปิดตัวโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีไวต่อแสงโซลิดสเตตตัวแรกของโลก World’s First Solid-State Dye-Sensitized Solar Cell Modules ออกสู่ตลาดภายใต้ชื่อ Ricoh EH DSSC 5284 และตามมาด้วยผลิตภัณฑ์เซลล์แสงอาทิตย์สีไวแสง DSSCs ประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่ล่าสุดอีกมากมาย และหลากหลายขนาดขึ้นอยู่กับการใช้งานปลายทางในอาคาร และในที่ร่ม End User in Weak Indoor Light Applications ..

เทคโนโลยี DSSCs ทำงานโดยเลียนแบบกระบวนการสังเคราะห์แสง Photosynthesis ของพืช โดยแทนที่คลอโรฟิลล์ Chlorophyll ด้วยสีที่ดูดพลังงานแสง ทำให้แสงที่ส่องเข้ามาสามารถกระตุ้นโมเลกุลให้เป็นสถานะที่มีพลังงานสูงกว่าเดิม ซึ่งพลังงานที่ได้นี้จะถูกเก็บรวบรวมโดยโครงสร้างของอิเล็กโทรไลต์ และตัวเร่งปฏิกิริยา เสมือนกับโครงสร้างของใบไม้ในการสังเคราะห์แสง Photosynthesis โดยเม็ดสีชีวภาพ Biological Pigment Dyes ที่นำมาใช้นั้น สามารถทำงานได้ดีที่สุดกับความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสงภายในอาคาร ..

DSSCs มีคุณสมบัติที่น่าสนใจหลายประการ ผลิตขึ้นได้ง่ายมากโดยใช้เทคนิคการพิมพ์ม้วนแบบเดิม ๆ เป็นแบบกึ่งยืดหยุ่น และกึ่งโปร่งใส ซึ่งนำเสนอการใช้งานที่หลากหลาย และวัสดุส่วนใหญ่ที่ใช้มีต้นทุนต่ำ .. ในทางปฏิบัติ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่า เป็นเรื่องยากที่จะกำจัดวัสดุราคาแพงจำนวนหนึ่งออกไป โดยเฉพาะแพลตตินัม Platinum : 78Pt และรูทีเนียม Ruthenium : 44Ru รวมทั้ง อิเล็กโทรไลต์เหลว Liquid Electrolyte ซึ่งถือเป็นความท้าทายที่สำคัญในการสร้างเซลล์ไฟฟ้าเคมีให้เหมาะสมกับการใช้งานในทุกสภาพอากาศ และการใช้งานในร่ม Indoor Application หรือภายในอาคารสถานที่ซึ่งมีแหล่งพลังงานแสงต่ำ Weak Light Source แม้ว่าประสิทธิภาพการแปลงแสงสว่างให้เป็นกำลังไฟฟ้าอาจจะน้อยกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง Thin Film Solar Cells ที่ดีที่สุดอยู่บ้างก็ตาม ..

โดยทางทฤษฎีแล้ว อัตราส่วนราคาต่อประสิทธิภาพ Price/Performance Ratio ควรจะต้องดีพอ และมีความปลอดภัยที่จะทำให้สามารถแข่งขันได้กับการผลิตกำลังไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuel Electrical Generation โดยบรรลุความเท่าเทียมกันบนโครงข่ายระบบสายส่งกริดไฟฟ้า .. แม้ว่าการใช้งานเชิงพาณิชย์ Commercial Applications ซึ่งถูกระงับเนื่องจากปัญหาความเสถียรทางเคมีมาก่อนหน้านี้ก็ตาม แต่ปัจจุบัน DSSCs ได้รับการรับการแก้ไขปรับปรุง และถูกคาดการณ์ไว้ในแผนงานพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ของสหภาพยุโรป European Union Photovoltaic Roadmap ด้วยความเชื่อมั่นว่า พวกมัน โดยเฉพาะที่เป็น Solid-State DSSCs กำลังจะมีส่วนสำคัญต่อการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานทดแทน ตั้งแต่ปี 2563 เป็นต้นมา และจากนี้ไป ..

ทั้งนี้ ในสังคมที่ใช้ Internet of Things : IoT ปัจจุบันนั้น โซลูชันข้อไขที่ราคาย่อมเยา แต่สามารถสร้างพลังงานทดแทนจากแสงสว่างภายในอาคาร Renewable Energy from Lighting In the Building ได้โดยไม่ต้องพึ่งพาแสงแดดร้อนแรงภายนอกอาคาร ถือว่ามีความจำเป็นอย่างยิ่งในการผลักดันการทำงานในที่ร่มของสถานที่ปฏิบัติงานแบบดิจิทัล และในชีวิตประจำวัน รวมทั้งอะไรก็ตามที่สามารถผลิตพลังงานทดแทน Renewable Energy เพื่อให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ Electronic Devices ภายในอาคารได้รับการชาร์จกำลังไฟฟ้าอยู่ได้ตลอดเวลา หมายถึง การพัฒนานวัตกรรมประเภทนี้ คือ เป้าหมายระยะยาวของทีมวิจัย และพัฒนามาโดยตลอด และเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีไวแสงแบบ Dye-Sensitized Solar Cells: DSSCs เหล่านี้นั้น คือคำตอบที่ยอดเยี่ยม ..

ปลายปี 2566 ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ที่ École Polytechnique Fédérale de Lausanne : EPFL ในสวิตเซอร์แลนด์ Switzerland ประสบความสำเร็จในการบันทึกประสิทธิภาพใหม่สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีไวแสงแบบ Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs .. ผลการวิจัยชี้ว่า พวกมันให้ประสิทธิภาพ 15% เมื่อถูกแสงแดดโดยตรง และประสิทธิภาพจะเพิ่มสูงขึ้นถึงมากกว่า 30% ภายใต้สภาพแวดล้อมโดยรอบที่เป็นแสงอ่อน หรือในร่ม .. ความสำเร็จหลักของพวกเขา คือการพัฒนาวัสดุตัวรับแสงแบบใหม่ New Photoreceptor Materials ที่สามารถดูดซับสเปกตรัมแสง Light Spectrum ทั้งหมดได้ โดยเฉพาะความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสงภายในอาคาร Wavelength of Indoor Light Sources ..

ทีมวิจัยซึ่งนำโดย Grätzel และ Anders Hagfeldt เพื่อนนักวิทยาศาสตร์ของเขา ประสบความสำเร็จในการปรับปรุงการรวมกันของโมเลกุลสีย้อมไวแสง Photosensitizer Dye Molecules ที่พัฒนาขึ้นใหม่ 2 ชนิด ด้วยการพัฒนาเทคนิคที่ชั้นเดียวของอนุพันธ์ของกรดไฮดรอกซามิก Hydroxamic Acid : R-CO-NH-OH Derivative ที่ถูกดูดซับไว้ล่วงหน้าบนพื้นผิวของไทเทเนียมไดออกไซด์ที่มีเมโซพอรัสระดับนาโนคริสตัลไลน์ Surface of Nanocrystalline Mesoporous Titanium Dioxide : TiO2 .. ซึ่งจะช่วยชะลอการดูดซับของสารกระตุ้นไวแสง Sensitizers ทั้ง 2 ชนิด และทำให้เกิดชั้นของสารกระตุ้นไวแสง Densely Packed Sensitizer Layer ที่เรียงตัวกันเป็นอย่างดี และเกาะเกี่ยวกันหนาแน่นบนพื้นผิวของไททาเนียมไดออกไซด์ Titanium Dioxide : TiO2 ..

เมื่อใช้วิธีการนี้ นักวิจัยของ EPFL ได้สาธิตเซลล์แสงอาทิตย์แบบสีย้อมไวแสง Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs โดยมีประสิทธิภาพ 15.2% ภายใต้การส่องสว่างของดวงอาทิตย์มาตรฐานดวงเดียว ซึ่งเป็นครั้งแรกที่เทคโนโลยีนี้ ผ่านการทดสอบ และยังแสดงให้เห็นถึงความเสถียรในการปฏิบัติงานมากกว่า 500 ชั่วโมง รวมทั้งการทดสอบเซลล์ในช่วงความเข้มของแสง และความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน เผยให้เห็นประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นภายใต้สภาพแสงโดยรอบในที่ร่ม Performance Under Ambient Light Conditions ด้วยประสิทธิภาพสูงสุดแตะระดับ 30.2% ..

DSSCs / Dye-Sensitized Solar Cells | Credit : Wikipedia

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs นั้น โปร่งใส และสามารถผลิตขึ้นได้ง่ายด้วยสีสันที่หลากหลาย .. การใช้งานทั่วไป ได้แก่ สกายไลท์ Skylights, เรือนกระจก Greenhouses หรือส่วนหน้าอาคารที่เป็นกระจก Glass Facades .. เนื่องจากพวกมันมีน้ำหนักเบา Lightweight และยืดหยุ่น Flexible จึงเหมาะสำหรับใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา Portable Electronic Devices มาพร้อมด้วย ..

การค้นพบของทีมนักวิจัยของ EPFL ปูทางให้เข้าถึง DSSCs ประสิทธิภาพสูงได้อย่างง่ายดาย และเสนอโอกาสที่มีแนวโน้มสำหรับการใช้งานเป็นแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้า และแทนที่แบตเตอรี่ Power Supply & Battery Replacement สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานต่ำ Low-Power Electronic Devices ที่ใช้แสงอ่อนในสภาพแวดล้อมทั่วไปเป็นแหล่งพลังงาน Ambient Light as Their Energy Source และรวมถึงการใช้งานในอาคาร หรือในที่ร่มได้อย่างยอดเยี่ยมนั่นเอง ..

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงโซลิดสเตท Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs ให้พลังงานมากขึ้นภายใต้แสงอ่อนในที่ร่ม Weak Indoor Light ..

Ricoh Company, Ltd. บริษัทข้ามชาติด้านการถ่ายภาพ และอิเล็กทรอนิกส์ ประเทศญี่ปุ่น ได้พัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์แบบสีย้อมไวแสง Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs ซึ่งประกอบด้วยวัสดุโซลิดสเตต Solid-State Materials โดยเฉพาะ รวมถึงอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte ซึ่งช่วยปรับปรุงความสามารถในการผลิตพลังงานได้อย่างมากภายใต้แหล่งกำเนิดแสงอ่อนในที่ร่ม Weak Indoor Light ..

เนื่องจากการพัฒนาชิป Large-Scale Integration : LSI Chips ที่ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ Ultralow-Power Consumption ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ Electronic Components ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์ Sensors จึงสามารถขับเคลื่อนด้วยแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่มีกำลังอ่อนได้ ดังนั้น แหล่งพลังงานแบบแยกเดี่ยว Stand-Alone Power Sources ที่ให้การผลิตพลังงานโดยไม่ต้องพึ่งพาพลังงานจากภายนอกจึงถูกคาดหวังให้นำไปใช้ประโยชน์ได้จริงมากขึ้น ดังนั้น พวกเขาจึงมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีการเก็บเกี่ยวพลังงาน Energy Harvesting Technologies เพื่อสร้างพลังงานจากแหล่งพลังงานในสภาพแวดล้อมทั่วไป Ambient Energy Sources ซึ่งรวมถึง แสง Light, ความร้อน Heat และการสั่นสะเทือน Vibration ..

ในบรรดาแหล่งพลังงานแบบแยกเดี่ยว Stand-Alone Power Sources เหล่านี้ เซลล์แสงอาทิตย์ Solar Cells คือ ตัวเลือกที่น่าสนใจอย่างยิ่ง เนื่องจากสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ทุกที่ที่มีแสงสว่าง .. เป็นที่ทราบกันว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนอสัณฐาน Amorphous Silicon Solar Cells ผลิตกำลังไฟฟ้าได้ค่อนข้างสูง แต่อย่างไรก็ตามภายใต้แสงน้อย เช่น แสงสว่างในอาคาร หรือในที่ร่มนั้น พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นได้ยังคงไม่เพียงพอด้วยเหตุผลหลายประการ รวมถึงผลผลิตโดยรวม Overall Output ด้วย ..

ดังนั้น เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs จึงได้รับความสนใจในฐานะเซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่ 3 หรือ Third-Generation Photovoltaic Cells ล่าสุด ซึ่งสามารถผลิตพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ภายใต้แสงที่กระจัดกระจาย หรือแสงอ่อนในร่ม Scattered Light or Indoor Lighting .. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs ทั่วไป ใช้การดูดกลืนแสงที่มองเห็นได้ด้วยสารสีย้อม Dyes or Colored Substances เพื่อผลิตกำลังไฟฟ้า .. พวกมัน ประกอบด้วยซับสเตรตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าโปร่งใส Transparent Conductive Substrates ซึ่งเป็นชั้นที่มีรูพรุนประกอบด้วยอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ Titanium Dioxide : TiO2 Nano Particles ซึ่งเป็นซับสเตรตแก้ว Glass Substrate ที่มีฟิล์มโลหะ Metal Film และอิเล็กโทรไลต์ไอโอดีน Iodine Electrolyte ห่อหุ้มอยู่ระหว่างซับสเตรต Substrates เหล่านี้ ..

DSSCs มีความท้าทายในตัวเอง นั่นคือ จำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าเพิ่มเติม และอิเล็กโทรไลต์เหลวมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัย เนื่องจาก ไอโอดีน Iodine : 53I และตัวทำละลายสารอินทรีย์ Organic Solvents สามารถระเหย และรั่วไหลได้ และความทนทานที่ต่ำจากการที่อิเล็กโทรไลต์ Electrolyte สามารถลอกสีย้อมอินทรีย์ที่ถูกดูดซับออกได้บนไทเทเนียมไดออกไซด์ Titanium Dioxide : TiO2 ปัญหาเหล่านี้ ได้ทำให้ DSSCs ไม่สามารถนำออกสู่ตลาดเชิงพาณิชย์ได้ในอดีตก่อนหน้านี้ ..

อย่างไรก็ตาม บริษัท Ricoh ได้แก้ไขปัญหาเหล่านี้ด้วยการใช้เทคโนโลยีโฟโตคอนดักเตอร์แบบออร์แกนิก Organic Photoconductor Technology ที่พัฒนาขึ้นเพื่อใช้งานสำหรับเครื่องพิมพ์มัลติฟังก์ชั่น Multifunction Printers : MFPs ของพวกเขา .. ทั้งนี้ บริษัท Ricoh ได้พัฒนา DSSCs ที่ประสบความสำเร็จ ด้วยการประยุกต์ใช้เฉพาะวัสดุโซลิดสเตต Solid-State Materials เช่น อิเล็กโทรไลต์ Electrolyte ซึ่งทำให้ปัญหาทั้งหมดในอดีต หมดไปอย่างสิ้นเชิง ..

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงโซลิดสเตท Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs มีลักษณะพิเศษ คือชั้นการขนส่งแบบรูพรุน Hole Transport Layer ซึ่งประกอบด้วยเซมิคอนดักเตอร์สารอินทรีย์ชนิดที่เรียกว่า Organic p-Type Semiconductors และสารเติมแต่งที่เป็นของแข็ง Solid Additive .. โครงสร้างที่เป็นของแข็งเท่านั้นนี้ ไม่มีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อน No Risk of Corrosion หรืออันตรายต่อสุขภาพ Health Hazards ใดๆ จากอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte หรือการรั่วไหลของไอโอดีน Iodine Leakage หมายถึง ปัญหาทางเทคนิคเกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์สถานะของเหลว Liquid-State Solar Cells ทั่วไปก่อนหน้านี้ ได้รับการแก้ไขแล้วนั่นเอง ..

นอกจากนั้น ความต้องการประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าให้เพิ่มขึ้นนั้น ทำให้พวกมันต้องได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพแรงดันไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า รวมถึงลดการสูญเสียพลังงาน ซึ่ง บริษัทริโก้ Ricoh ได้พัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตพลังงานให้สูงขึ้นภายใต้แหล่งกำเนิดแสงกำลังอ่อน ได้แก่ DSSCs ล่าสุดของพวกเขามีแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูง High Open-Circuit Voltage เนื่องจากเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์สารชนิด Organic p-Type Semiconductors มีระดับพลังงานที่ลึกกว่าไอโอดีน Iodine : 53I ซึ่งโดยทั่วไปใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte ในเซลล์แสงอาทิตย์สถานะของเหลว Liquid-State Solar Cells ก่อนหน้านี้ คือประเด็นแรก ..

ประเด็นที่ 2 นั้น DSSCs ใหม่ของ Ricoh มีความหนาแน่นกระแสลัดวงจรสูง High Short-Circuit Current Density เนื่องจากพวกเขาใช้สีย้อมอินทรีย์สาร Organic Dyes ที่เลือกให้เหมาะกับความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสงภายในอาคาร และประการที่ 3 เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงโซลิดสเตท Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs รุ่นใหม่ล่าสุดนั้น มีปัจจัยการเติมสูง High Fill Factor : FF ซึ่งเป็นดัชนีสำหรับการประเมินวัดค่าการสูญเสียการผลิตกำลังไฟฟ้า Index for Power Generation Loss เนื่องจากสารเติมแต่งโซลิดสเตต Solid-State Additive และโครงสร้างอุปกรณ์ Device Structure ที่ได้รับการปรับปรุงอย่างเหมาะสม .. ทั้งนี้ ค่าปัจจัยการเติม Fill Factor : FF นี้ ยิ่งสูงยิ่งดี ซึ่งเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์สาร Organic Solar Cells ทั่วไปจะมีค่า Fill Factor : FF ต่ำกว่า 0.8 ขณะที่ค่าปัจจัยการเติม Fill Factor : FF ใน Solid-State DSSCs ของ Ricoh นั้นจะอยู่ที่ค่า FF มากกว่า 0.815 ..

Power Generation Performance | Current Density-Voltage | Credit : Ricoh

ในภาพรวมสำหรับพัฒนาการทางเทคโนโลยีนั้น ขณะที่เทคโนโลยี DSSCs Technology ได้การยอมรับในฐานะวิธีการผลิตไฟฟ้าที่มีค่าใช้จ่ายต่ำมานาน แต่ก็มีประเด็นด้านความปลอดภัยที่เป็นอุปสรรคต่อการนำมาประยุกต์ใช้ในเชิงพาณิชย์ .. ระบบรูปแบบเก่านั้น เป็นแบบของเหลวที่ใช้ไอโอดีน Iodine : 53I และตัวทำละลายชีวภาพ Biological Solvents ในกระบวนการผลิตกำลังไฟฟ้า ซึ่งง่ายต่อการระเหย หรือรั่วไหล ดังนั้น การพัฒนา DSSCs ที่ประกอบด้วยอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นวัสดุของแข็งทั้งหมด All Solid-State Electrolyte อย่างเช่นซีรีส์ของ Ricoh EH DSSCs นี้ ย่อมช่วยขจัดปัญหาด้านความปลอดภัยที่เคยเกิดขึ้นกับระบบแบบของเหลว Liquid-State DSSCs ได้ นอกจากนี้ ยังให้อัตราการผลิตพลังงานภายใต้แหล่งกำเนิดแสงอ่อนได้มากกว่าเดิม เช่น ในโกดังสินค้า ในที่ร่ม และในอาคาร ทั้งนี้ เพราะเม็ดสีชีวภาพ Biological Dyes ที่นำมาใช้สามารถทำงานได้ดีที่สุดกับความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสงภายในอาคาร ..

ตัวอย่างการเปิดตัว Solid-State DSSCs ของบริษัท Ricoh ครั้งนี้ นับเป็นหนึ่งในหลายกิจกรรมที่แสดงเจตจำนงในการดำเนินงานตามเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน หรือ Sustainable Development Goals : SDG ของสหประชาชาติ ที่รวมถึงประเด็นความมุ่งมั่นในการใช้พลังงานสะอาด และมีราคาย่อมเยา Commitment to Use Clean & Affordable Energy ..

สำหรับตัวเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ที่สุดในซีรีส์ใหม่นี้ เช่น Ricoh EH DSSC 5384 ได้ถูกนำมาใช้กับโต๊ะทำงานรุ่น Loopline T1 ซึ่งเป็นโต๊ะทำงานที่ผลิตโดยบริษัท Taisei ร่วมกับทาง Design Office Line ที่มีการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงโซลิดสเตท Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs ทำให้อุปกรณ์พกพาที่วางอยู่บนโต๊ะ ได้รับการชาร์จกำลังไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาที่นั่งทำงาน ..

นาย Tetsuya Tanaka ผู้จัดการทั่วไปของศูนย์พัฒนาแหล่งพลังงานเพื่อธุรกิจของ Ricoh กล่าวไว้ว่า “เราตระหนักถึงความต้องการ ทั้งส่วนของธุรกิจ และด้านสังคมที่มองหาแหล่งพลังงานทดแทนรูปแบบใหม่ ซึ่งในยุค Internet of Things : IoT ตอนนี้ เรายิ่งต้องพยายามทุ่มเทหาแหล่งพลังงานใหม่มากขึ้นเรื่อยๆ .. ทั้งนี้ ตั้งแต่แรกนั้น เทคโนโลยี DSSCs ของเราได้ถูกนำไปใช้กับเทคโนโลยีตัวนำแสงอาทิตย์แบบชีวภาพ Biological Solar Conductor Technology ด้วยเป้าหมายในการยกระดับเครื่องพิมพ์แบบมัลติฟังก์ชัน Multifunction Printers : MFPs ของเรา แต่ด้วยความสามารถในการพัฒนานวัตกรรม และความเชื่อมั่นในเทคโนโลยีที่ช่วยผลักดันไปสู่อนาคตนั้น ทำให้เรายกระดับการใช้เทคโนโลยี DSSCs Technology ให้เป็นแหล่งพลังงานทดแทน Renewable Energy Sources ที่ดีกว่าสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานที่จำเป็นสำหรับลูกค้าของเรา โดยเฉพาะในสำนักงานที่มีแสงน้อย .. เราตื่นเต้นมากที่ได้เปิดตัวเทคโนโลยี DSSCs แบบ Solid-State สู่โลกภายนอก และพวกเรา ยังคงมุ่งมั่นที่จะคิดค้นวิธีประยุกต์ใช้ใหม่ๆ สำหรับแหล่งพลังงานทดแทนรูปแบบใหม่ New Renewable Energy Sources ในลักษณะนี้อย่างต่อเนื่องต่อไปอีกด้วย” ..

อย่างไรก็ตาม ปัจจุบัน ชุดซีรีส์ Ricoh EH DSSCs มีเฉพาะเซลล์สีแดง ซึ่งหากเปลี่ยนสีของเม็ดสีย้อมที่ใช้ ก็จะสามารถเปลี่ยนสีของ DSSC Cells ได้อีกหลากหลาย ทั้งนี้ บริษัท Ricoh กำลังเร่งพัฒนาเซลล์โปร่งใสที่มองทะลุได้ See-Through Transparent DSSC Cells เพื่อนำมาใช้กับอุปกรณ์ อย่างเช่น โทรศัพท์มือถือ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาอื่นๆ อีกมากมาย เป็นต้นไปพร้อมด้วย ..

Expanding Applications of Solid-State DSSCs | Credit : Ricoh

วัสดุเปปไทด์ที่ยั่งยืน Sustainable Peptide Materials สำหรับใช้งานในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs ..

ดวงอาทิตย์ Sun ผลิตส่งจ่ายพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Energy ให้กับโลกจำนวน 165,000 TW ทุกวัน ซึ่งสามารถเก็บเกี่ยวนำไปใช้ประโยชน์ในการผลิตกำลังไฟฟ้าได้อย่างประหยัด และยั่งยืน .. ดังนั้น เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs จึงได้รับความสนใจอย่างมาก เนื่องจากคุณลักษณะด้านการรับแสงที่ปรับแต่งได้ Tunable Optical Characteristics, ความง่ายในการผลิต Ease of Manufacture และต้นทุนการผลิตที่มีประสิทธิภาพ Effective Production Costs ..

คุณสมบัติทางแสง Optical Properties ของพวกมัน ช่วยให้สามารถเลือกสีได้ Enable Color Selection ในขณะที่ยังคงความโปร่งใส Maintaining Transparency, ผลกระทบจากมุมแสงต่อประสิทธิภาพที่ต่ำ Low Impact of Light Angle on Their Performance, ความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม Environmental Sustainability และการตอบสนองอย่างมีประสิทธิภาพในแสงแบบกระจาย  Efficient Response in Diffused Light เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์ Photovoltaics: PV Technologies Based on Semiconductors รูปแบบดั้งเดิมรุ่นที่ 1 และรุ่นที่ 2 ..

ในเทคโนโลยี DSSCs Technology นั้น แสงแดดจะถูกดักจับไว้โดยวัสดุสีย้อมที่คล้ายกับสีดูดซับแสงในระหว่างการสังเคราะห์แสง Dye Similar to that During Photosynthesis .. การดักจับแสงอาทิตย์ Capture of Sunlight ทำให้เกิดการแยกประจุ เนื่องจากการฉีดอิเล็กตรอน Injection of an Electron ในแถบการนำไฟฟ้าของโลหะออกไซด์ Metal Oxide’s Conduction Band .. DSSCs ยังสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแสงภายในอาคาร หรือในร่มด้วยประสิทธิภาพเพิ่มที่ขึ้นมากกว่า 34% .. ปัจจุบัน เซลล์แสงอาทิตย์เพอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cells : PSCs ได้เพิ่มประสิทธิภาพของ DSSCs ให้สูงขึ้นอย่างมีความหมาย และรวดเร็ว ทั้งในอุปกรณ์แบบแข็ง และแบบยืดหยุ่นได้ Rigid & Flexible Devices ..

อย่างไรก็ตาม ความเป็นพิษ และความเสถียรของเพอร์รอฟสไกต์ Toxicity & Stability of Perovskite นั้น คือ ประเด็นที่น่ากังวล .. สิ่งนี้กระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์ และทีมวิจัยจากทั่วโลก ปรับเปลี่ยนส่วนประกอบทั้งหมดของ DSSCs เพื่อให้เซลล์แสงอาทิตย์เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ยั่งยืน และประหยัดมากขึ้น .. ในช่วง 2-3 ทศวรรษที่ผ่านมา เซลล์แสงอาทิตย์แบบชีวภาพ Biomimetic Photovoltaic Solar Cells ได้รับความสนใจอย่างมาก เนื่องมาจากการปรับปรุงการแปลงแสงสว่างให้เป็นพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้ ได้แสดงให้เห็นเป็นที่ประจักษ์แล้ว ..

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมทริกซ์โพลีเปปไทด์ Polypeptide Matrices แสดงการถ่ายโอนอิเล็กตรอน Electron Transfer : ET ที่มีประสิทธิภาพตามการจัดเรียงของกลุ่มรีดอกซ์ที่แทรกไว้ .. เป็นที่เชื่อกันว่า α-Helix ซึ่งเป็นโครงสร้างทุติยภูมิที่เกิดซ้ำในเมทริกซ์โพลีเปปไทด์ Polypeptide Matrices มีบทบาทสำคัญในถ่ายโอนอิเล็กตรอน Electron Transfer : ET ที่มีประสิทธิภาพ ตามที่ได้รับการยืนยันโดยปัจจัยรูพรุนที่มีขนาดเล็กกว่าในปฏิกิริยาถ่ายโอนอิเล็กตรอน Electron Transfer : ET ผ่านเปปไทด์ α-Helix เมื่อเปรียบเทียบกับในห่วงโซ่อัลคิล Alkyl Chains ..

โดยทั่วไป เปปไทด์ Peptides คือ สายโซ่สั้นของกรดอะมิโน Amino Acids ที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะเปปไทด์ Peptide Bonds .. ในขณะที่ ด้วยเทคนิคทางอินทรีย์เคมี Organic Chemistry นั้น พันธะเปปไทด์ Peptide Bonds คือโควาเลนต์พันธะเคมีประเภทเอไมด์ Amide Type of Covalent Chemical Bond ที่เชื่อมโยงกรดอัลฟ่าอะมิโน Alpha-Amino Acids สองตัวติดต่อกันจากคาร์บอนหมายเลขหนึ่ง C1 ของกรดอัลฟ่าอะมิโนหนึ่งตัว และไนโตรเจนหมายเลขสอง N2 ของอีกชนิดหนึ่งตามสายโซ่เปปไทด์ หรือโปรตีน Peptide or Protein Chain .. ทั้งนี้ เนื่องจากคุณสมบัติของพวกมันนั้น มีความเสถียรสูง High Stability, คุณสมบัติในการประกอบตัวเองที่ดี Good Self-Assembly Properties และความง่ายในการใช้งาน Ease of Functionalization ดังนั้น คาดหมายได้ว่า เปปไทด์ Peptides จะกลายเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ดีสำหรับเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงโซลิดสเตท Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs สำหรับผลิตภัณฑ์ที่กำลังจะเข้าสู่ตลาดจากนี้ไป ..

ยิ่งไปกว่านั้น DSSCs สามารถปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นได้อีกด้วยการควบคุมพารามิเตอร์หลายตัว รวมถึงคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของส่วนประกอบไทเทเนียมไดออกไซด์ Titanium Dioxide : TiO2 Components’ Physicochemical Properties, พื้นที่ผิวที่มากขึ้นเพื่อการดูดซับสีย้อมที่เหมาะสมที่สุด Greater Surface Area for Optimum Dye Adsorption, เส้นผ่านศูนย์กลาง และปริมาตรของรูพรุนที่ใหญ่ขึ้น Larger Pore Diameters & Volumes, โครงข่ายโครงสร้างนาโนแต่ละส่วน Individual Nanostructure Network และประสิทธิภาพการเหนี่ยวนำไฟฟ้าของรู Hole Conduction Efficiency ..

อย่างไรก็ตาม มีการสังเกตว่าโครงสร้างนาโนหนึ่งมิติของไทเทเนียมไดออกไซด์ One-Dimensional TiO2 Nanostructures ช่วยให้การขนส่งประจุง่ายขึ้น ทำให้เกิดความต้านทานการแพร่กระจายขั้นต่ำ .. ดังนั้นการผลิตวัสดุขั้วบวกใน DSSCs ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม สามารถส่งเสริมได้โดยการใช้เทมเพลตสารอินทรีย์ที่ทำจากเส้นใยนาโนที่ประกอบขึ้นเองของเปปไทด์คล้ายอะไมลอยด์ Organic Templates Made from Self-Assembled Nanofibers of Amyloid-Like Peptides ซึ่งสนับสนุนการเติบโตในมิติเดียวของโครงสร้างนาโนหนึ่งมิติของไทเทเนียมไดออกไซด์ One-Dimensional TiO2 Nanostructures ..

นอกจากนี้ ทีมวิจัยสามารถสร้างเครือข่ายนาโนริบบอนไทเทเนียมไดออกไซด์ TiO2 Nanoribbon Network ที่ว่างเปล่าผ่านกระบวนการ Biotemplating ที่ผสมผสานเทคนิคการสะสมของชั้นอะตอม Atomic Layer Deposition : ALD และการประกอบตัวเองของเปปไทด์ Peptide Self-Assembly พบว่าการรวมอิเล็กโทรดเครือข่ายนาโนริบบอนเข้ากับอุปกรณ์ DSSCs มีประสิทธิภาพการแปลงแสงอ่อนให้เป็นพลังงานไฟฟ้าสูงถึง 3.8% .. ส่วนประกอบเหล่านี้ ยังให้เสถียรภาพทางความร้อนสูง High Thermal Stability จึงอำนวยความสะดวกในการใช้งานทางเทคนิคการของสุญญากาศแบบเดิม Application in Conventional Vacuum Depositional Techniques ผ่านการควบคุมอุณหภูมิของกระบวนการได้เป็นอย่างดีอีกด้วย ..

โดยสรุป ทีมงานวิจัย ได้ทบทวนบทบาทของเปปไทด์ Peptides ในฐานะองค์ประกอบที่ยั่งยืน Sustainable Components ใน DSSCs .. พวกเขาศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้เปปไทด์ Peptides เพื่อเชื่อมพื้นผิวของอิเล็กโทรด และสีย้อม Electrode & the Dye ที่สนับสนุนกระบวนการถ่ายโอนอิเล็กตรอน Electron Transfer : ET Process ที่เกิดขึ้นโดยไม่มีการรวมตัวของประจุซ้ำอีกครั้ง ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการได้ต่อไป ..

นอกจากนี้ เปปไทด์ Peptides ยังสามารถใช้เป็นวัสดุเทมเพลต Templating Materials ได้เนื่องจากความสามารถในการประกอบตัวเอง Self-Assembling Abilities .. คุณสมบัติของฟิล์มไทเทเนียมไดออกไซด์ Titanium Dioxide : TiO2 Film’s Properties สามารถปรับได้ตามความแตกต่างในโครงสร้างซูปราโมเลคิวลาร์ Supramolecular Structures เนื่องจากการใช้เปปไทด์ Peptides ที่ต่างกันออกไป .. ทั้งนี้ เปปไทด์ที่ได้มาจากแหล่งธรรมชาติ Peptides Derived from Natural Sources อาจสนับสนุนการปรับปรุงการผลิตตลอดจนความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม และเศรษฐกิจ Environmental & Economic Sustainability ไปพร้อมด้วยเช่นกัน ..

คาดการณ์ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงทั่วโลก Global Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs Market ..

ขนาดธุรกิจในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงทั่วโลก Global Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs Market มีมูลค่า 42.38 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2565 และคาดว่าจะขยายตัวสูงขึ้นแตะระดับ 109.5 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2571 ด้วยอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงทั่วโลก Global Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR ที่ 17.14% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ปี 2566-2571 ..

การรับรู้ที่เพิ่มมากขึ้นในหมู่ผู้บริโภคพลังงานสำหรับผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์ที่เกี่ยวข้องกับระบบฟาร์มผลิตกำลังไฟฟ้าที่มิได้ใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน Non-Renewable Source-Based Power Farms ควบคู่ไปกับความต้องการพึ่งพาแหล่งพลังงานสะอาดใหม่ ๆ ที่เพิ่มมากขึ้น คาดว่าจะช่วยเพิ่มการเติบโตของตลาดในช่วงเวลาที่คาดการณ์ไว้ .. นวัตกรรมทางเทคนิค Technical Innovations ส่งผลให้มีอัตราส่วนราคาต่อการนำเสนอประสิทธิภาพกำลังผลิตไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ดี Good Price to the Presentation Performance Ratio of Such Solar Cells ซึ่งคาดว่าจะมีอิทธิพลเชิงบวกต่อการเติบโตของตลาด DSSCs Market ..

เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงทั่วโลก Global Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs : DSSCs Technology ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานทั่วไป 3 ประการในอนาคต ได้แก่ การเติบโตทางเศรษฐกิจ Economic Growth, ความมั่นคงด้านพลังงาน Energy Security และการปกป้องสิ่งแวดล้อม Environmental Protection .. ข้อดีที่เกี่ยวข้องกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงทั่วโลก Global Dye-Sensitized Solar Cells: DSSCs : DSSCs เช่น ความคุ้มค่า Cost-Effectiveness, อัตราส่วนประสิทธิภาพสูง High-Performance Ratio และความสามารถในการจ่ายกำลังไฟฟ้าในสภาพแสงน้อย Ability to Provide Electricity at Low Light Conditions คาดว่าจะเพิ่มความต้องการในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ..

สหรัฐฯครองตลาดอเมริกาเหนือในปี 2562 และคาดว่าจะมีมูลค่าถึง 48.2 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2570 .. ตลาด DSSCs ในสหรัฐฯ ถูกครอบงำโดยกลุ่มแอปพลิเคชันการชาร์จกำลังไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา Portable Charging Application Segment .. นอกจากนี้ ความกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียนมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นความต้องการในนานาประเทศทั่วโลกมาพร้อมด้วย ..

ความต้องการแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้น เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ Solar Energy คือปัจจัยหลักที่ทำให้ตลาดเติบโตขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ .. ตลาด DSSCs ยังเปิดรับความก้าวหน้าทางเทคนิคล่าสุด เพื่อให้ต้นทุนการผลิตลดลงได้อีก .. ปัจจุบันและอนาคตจากนี้ไป ผู้ผลิต DSSCs มีแนวโน้มมุ่งเน้นไปที่การใช้งานแบบพกพา หรือภายในอาคาร ดังนั้น เซลล์ DSSCs เหล่านี้ จึงถูกคาดหมายว่าจะมีขอบเขตในส่วนการใช้งานหลักๆ ที่หลากหลายมากขึ้น เช่น การโฆษณากลางแจ้ง Outdoor Advertising, อิเล็กทรอนิกส์ Electronics, ยานยนต์ Automotive, อาคารโปร่งโครงหลังคาเหล็ก Building with a Steel Roof Frame และที่จอดสำหรับรถบัส Bus Shelters เป็นต้น ..

276μW & 48μW Ricoh Solid-State DSSC Module in DSSCs Market | Credit : Ricoh

สำหรับในประเด็นเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Photovoltaics ซึ่งเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงทั่วโลก Global Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs : DSSCs คือหนึ่งในกลุ่มของเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง Thin Film Solar Cells นั้น พบว่า 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 ..

ความกังวลด้านระบบนิเวศที่เพิ่มขึ้นอันเนื่องมาจากการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่สูงนั้น คาดว่าจะกระตุ้นให้เกิดความต้องการ Demand for DSSCs ตลอดระยะเวลาที่คาดการณ์ .. ประเทศในยุโรป European Countries และรวมถึงประเทศในเอเชีย Asian Countries ต่างให้ความสำคัญกับการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก Focusing on Reducing Their Greenhouse Gas Emissions อย่างต่อเนื่องโดยการกระตุ้น และอุดหนุนการใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน Use of Renewable Energy Sources .. นอกจากนี้ ตลาดยังมีแนวโน้มที่จะได้รับแรงจูงใจจากความต้องการอาคารเซลล์แสงอาทิตย์แบบบูรณาการ Building-Integrated Photovoltaics : BIPVs ที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในอนาคตจากนี้ไปอีกด้วย ..

ทั้งนี้ กลุ่มแอปพลิเคชันการชาร์จแบบพกพา Portable Charging Application มีส่วนแบ่งที่ใหญ่ที่สุด อยู่ที่ 33.3% ในปี 2563 .. ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงทั่วโลก Rising Demand for Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs ในการชาร์จแบบพกพา Portable Charging อันเนื่องมาจากความสามารถในการให้กำลังไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดในการใช้งานดังกล่าวนั้น ได้รับการคาดหมายว่าจะช่วยเพิ่มการเติบโตของกลุ่มแอปพลิเคชันนี้ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ..

สรุปส่งท้าย ..

ตลาดสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางทั่วโลก Global Thin-Film Photovoltaic Market ในปัจจุบัน อ้างอิงข้อมูลการตรวจสอบตลาด เมื่อปี 2566 ที่ผ่านมา คาดหมายว่า จะมีอัตราการขยายตัวเติบโตต่อปีในระดับสูงแตะระดับที่ค่า CAGR มากกว่า 20% จนถึงปี 2593 ได้อย่างมั่นคง ..

เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่ 3 และเซลล์แสงอาทิตย์รูปแบบฟิล์มบาง The Third Generation & Thin Film Solar Photovoltaics คือ นวัตกรรมแห่งความหวังของอนาคตในภาพรวมอุตสาหกรรม Solar PV สำหรับความมั่นคงทางพลังงานด้วยแหล่งพลังงานทางเลือกที่เป็น Solar Energy & Solar Power ไปสู่สังคม ชุมชน ในชีวิตประจำวันได้ต่อไป และเพื่อการนี้ เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีไวแสงแบบ Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs เหล่านี้นั้น คือหนึ่งในคำตอบที่ยอดเยี่ยม ..

เทคโนโลยีฟิล์มบางอื่นๆ Other Thin-Film Technologies ยังคงอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการวิจัยอย่างต่อเนื่อง .. ความพร้อมในเชิงพาณิชย์ ถือว่ายังมีอยู่อย่างจำกัด รุ่นล่าสุดถูกจัดประเภทเป็นเซลล์สุริยะรุ่นใหม่ หรือรุ่นที่ 3 หรือ The Third Generation Solar Cells ซึ่งรวมถึง เซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Perovskite Solar Cells, เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์สาร Organic Solar Cells, สีย้อมไวแสง Dye-Sensitized Solar Cells และอื่น ๆ เช่นเดียวกับ Quantum Dot Solar Cells, คอปเปอร์ ซิงค์ ทิน ซัลไฟด์ Copper Zinc Tin Sulfide, นาโนคริสตัล Nanocrystal และไมโครมอร์ฟ Micromorph .. ทั้งนี้ เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีไวแสงแบบ Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs สำหรับแปลงแสงอ่อนในที่ร่ม หรือในอาคาร สถานที่ทำงาน และครัวเรือน ให้เป็นกำลังไฟฟ้านั้น ได้รับการคาดหมายว่า กำลังเป็นที่นิยม และสามารถทำตลาดเชิงพาณิชย์ได้อย่างแพร่หลายเพิ่มขึ้นมากในอีกไม่นานจากนี้ไป ..

Device Structure of Solid-State Dye-Sensitized Solar Cell | Credit : Ricoh

ต่างจากคริสตัลซิลิกอน Silicon Crystals ค่อนข้างมาก เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีไวแสงแบบ Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs นั้น สร้าง และผลิตขึ้นได้ง่ายกว่าภายใต้สภาวะปกติ .. ซิลิคอน Silicon จะต้องถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงมากก่อนเพื่อผลิตวัสดุที่มีความบริสุทธิ์ และโครงสร้างผลึกที่เหมาะสมเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า .. แต่ในทางกลับกัน เราสามารถสร้าง DSSCs ด้วยกระบวนการที่ง่ายกว่ามากได้ โดยผสมสารเคมีในสารละลาย และเคลือบพื้นผิวด้วยสารละลายนั้น .. กระบวนการนี้อาจฟังดูซับซ้อนเล็กน้อย แต่โดยส่วนใหญ่แล้ว การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีไวแสงแบบ Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs ในอนาคตจะมีราคาถูก และง่ายกว่าการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอน Silicon Solar Cells เป็นอย่างมาก ..

สำหรับผู้เล่นรายใหญ่ที่ดำเนินงานในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ของประเทศไทย 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 เป็นต้นนั้น คือตัวแสดงสำคัญในการพัฒนาแหล่งพลังงานทางเลือกแยกเดี่ยวรูปแบบกระจายของประเทศ เพื่อให้ความมั่นคงทางพลังงานของชาติ ได้รับการประกัน ..

เชื่อมั่นได้ว่า บริษัทเอกชนไทยต่างๆ เหล่านี้ กำลังมุ่งพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูง และเปิดตัวนวัตกรรมใหม่ๆ เพื่อรักษาความสามารถในการแข่งขันในตลาด กลยุทธ์การแข่งขันอื่นๆ รวมถึงการควบรวมกิจการ การพัฒนาบริการใหม่ๆ ที่น่าตื่นเต้น .. ทั้งนี้ เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีไวแสงแบบ Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs Technologies และเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar PV Technologies รวมทั้งผลิตภัณฑ์ Solar PVs ประสิทธิภาพสูงรุ่นล่าสุดในตลาด ได้กลายเป็นข้อไขสำหรับทิศทางการลงทุนที่น่าสนใจอย่างยิ่ง ซึ่งรวมถึงโอกาสทางธุรกิจไปสู่ตลาดใหม่ๆ สำหรับชุมชน ชีวิตประจำวันของผู้คน และสังคมไทยในอนาคตระบบเศรษฐกิจคาร์บอนต่ำของประเทศให้สำเร็จได้ในที่สุดต่อไป ..

…………………………………………

คอลัมน์ : Energy Key

Byโลกสีฟ้า ..

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

Dye – Sensitized Solar Cell | Wikipedia :-

https://en.wikipedia.org/wiki/Dye-sensitized_solar_cell

The Third – Generation Photovoltaic Cell | Wikipedia :-

https://en.wikipedia.org/wiki/Third-generation_photovoltaic_cell

Solid – State Dye – Sensitized Solar Cell | Ricoh :-

https://www.ricoh.com/technology/tech/066_dssc

EPFL Sets New Efficiency Record for Dye – Sensitized Solar Cells | PV- Magazine :-

Optical Properties of Iodine – Based Electrolyte Used in Bifacial Dye – Sensitized Solar Cells | Springer Nature :-

https://link.springer.com/article/10.1007/s11082-022-04116-6

A Robust Organic Dye for Dye Sensitized Solar Cells Based on Iodine/Iodide Electrolytes Combining High Efficiency and Outstanding Stability | Springer Nature :-

https://www.nature.com/articles/srep04033

Sustainable Peptide Materials for Use in the Field of Dye – Sensitized Solar Cells | AZO :-

https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59735

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