วันจันทร์, สิงหาคม 15, 2022
หน้าแรกCOLUMNISTSPerovskite Solar Cell : PSC บนเส้นทางสู่การค้าการลงทุนเชิงพาณิชย์
- Advertisment -spot_imgspot_img

Perovskite Solar Cell : PSC บนเส้นทางสู่การค้าการลงทุนเชิงพาณิชย์

PSC Technology on the Road to Commercialization

“…..เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Technologies ที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน คือ ผลึกซิลิกอน Crystalline Silicon และ Cadmium Telluride: CdTe ….”

ความพยายามที่จะเอาชนะอุปสรรคทางเทคนิค และความท้าทายอื่น ๆ ในการนำเทคโนโลยี Perovskite ไปใช้ในเชิงพาณิชย์สำหรับภาคพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นประเด็นสำคัญที่จะทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ Solar Cell PV กลายเป็นอนาคตเครื่องมือหลักบนเส้นทางการจำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลกไว้ที่จุดเล็ง 1.5oC เพื่อให้โลกเข้าสู่เส้นทางการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์สุทธิ Net Zero สำเร็จเป็นจริงได้ในที่สุด ..

Perovskite คือ วัสดุใด ๆ ที่มีโครงสร้างผลึก Crystal Structure ตามสูตร ABX3 ซึ่งถูกค้นพบครั้งแรกในรูปแบบสารประกอบผลึกแร่ที่มีชื่อเรียกว่า Perovskite ซึ่งประกอบด้วยแคลเซียมไทเทเนียมออกไซด์ Calcium Titanium Oxide : CaTiO3 หรือ Calcium Titanate ..

ABX3 Perovskite Crystal Structure / A Typical Perovskite, Similar in Structure to the one Being Tested | Credit: ResearchGate GmbH

เซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cell เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ผลิตกำลังไฟฟ้าชนิดหนึ่งซึ่งสังเคราะห์ขึ้นจากวัสดุสารประกอบโครงสร้างเปอร์รอฟสไกต์ Perovskite-Structured Compound ทั้งนี้ โดยทั่วไปแล้ว คือ โครงสร้างผลึกของสารตะกั่วอินทรีย์-อนินทรีย์ผสม Hybrid Organic-Inorganic Lead หรือวัสดุสารประกอบดีบุกกับธาตุกลุ่มฮาโลเจน Tin Halide-Based Material เป็นองค์ประกอบหลัก จัดวางเป็นชั้น ๆ ที่ใช้งานสำหรับการเก็บเกี่ยวคลื่นแสง .. วัสดุโครงสร้างผลึกเปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Structure เช่น Methylammonium Lead Halides : CH3NH3PbX3 และ All-Inorganic Cesium Lead Halide : CsPbX3 หรือ Methylammonium Tin Triiodide : CH3NH3SnI3 เป็นต้นนั้น มีราคาถูก และง่ายสำหรับการผลิต ..

ตัวอย่างการให้บรรลุเป้าหมายการลดคาร์บอน Decarbonization ของรัฐบาลสหรัฐฯ สำหรับการผลิตกำลังไฟฟ้าที่ปราศจากคาร์บอน 100% ภายในปี 2578 และเป้าหมายการปล่อยคาร์บอนทั่วทั้งระบบเศรษฐกิจเป็นศูนย์สุทธิ Net-Zero Economy-Wide Carbon Emissions ภายในปี 2593 จะต้องมีการปรับใช้เทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน Renewable Technologies ในระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ .. เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Technologies ที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน คือ ผลึกซิลิกอน Crystalline Silicon และ Cadmium Telluride : CdTe ซึ่งต้นทุนลดลงอย่างเห็นได้ชัดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น ..

สำนักงานเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ของกระทรวงพลังงานสหรัฐ The US Department of Energy Solar Energy Technologies Office : SETO กล่าวว่า เพื่อให้บรรลุเป้าหมายในปี 2578 การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ จะต้องเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในอีกสามปีข้างหน้า และในที่สุดจะเพิ่มเป็นมากกว่า 100 GW ภายในปี 2578 ..

ในขณะที่การพัฒนาส่วนใหญ่ปัจจุบัน จะใช้ซิลิกอน Silicon และ Cadmium Telluride : CdTe ก็ตาม … แต่ SETO มองเห็นศักยภาพเชิงพาณิชย์ในเทคโนโลยีที่พึ่งเกิดขึ้นใหม่ ได้แก่ Halide Perovskites Technology สำหรับ Solar PV อย่างชัดเจน รวมทั้งชี้ให้เห็นว่า Silicon และ CdTe กำลังจะค่อย ๆ ถูกแทนที่ด้วย Perovskites ในอนาคตอันใกล้นี้ ..

US Department of Energy Solar Energy Technologies Office : SETO พบว่า ประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน Power Conversion Efficiency : PCE ของ Halide Perovskites ล่าสุดมากกว่า 25% ในเซลล์ที่มีจุดต่อทางเดียว Single-Junction Cells และมากกว่า 29% ในเซลล์ซ้อนประกบคู่กับซิลิคอน Tandem Cells with Silicon ซึ่งหมายถึง พวกมันแสดงให้เห็นถึงอนาคตที่สดใส .. ข้อดีประการหนึ่งของ Perovskites คือ สามารถสังเคราะห์ผลิตขึ้นได้ง่ายในปริมาณมากด้วยต้นทุนราคาที่ถูกกว่า .. อย่างไรก็ตาม ความท้าทายทางเทคโนโลยีที่สำคัญบางประเด็น ต้องได้รับการแก้ไขก่อนที่ Perovskites จะพร้อมสำหรับตลาดภาคพลังงานเชิงพาณิชย์ในอนาคตจากนี้ไป ..

กลุ่มนักวิจัย มุ่งมั่นพัฒนาเทคนิคใหม่ๆ เพื่อเพิ่มขนาดกำลังการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Perovskite Solar Cells ประสิทธิภาพสูงในตลาดเชิงพาณิชย์ ..

เซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cells มีศักยภาพในการเป็นเทคโนโลยีพลังงานแห่งอนาคต Future Energy Technology เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง และมีต้นทุนการผลิตต่ำ .. อย่างไรก็ตาม กลุ่มนักวิจัยพบว่า การนำเทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิก Photovoltaic Technology ที่มีแนวโน้มที่ดีนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์เป็นเรื่องที่ท้าทาย เนื่องจากความยากลำบากในการเพิ่มขนาดกำลังผลิตจากอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก ไปเป็นโมดูล หรือแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ ..

ทีมวิจัยได้แสดงให้เห็นว่า วัสดุแผ่นบางชั้นเดียวโมโนเลเยอร์ที่ประกอบเอง Self-Assembled Monolayer สามารถช่วยเสริมการสร้างแผ่นเปอร์รอฟสไกต์ฟิล์มบางที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่ Large-Area Perovskite Film โดยใช้กระบวนการเคลือบบาง Blade-Coating Process ได้อย่างยอดเยี่ยม และด้วยเหตุนี้ การเพิ่มขนาดกำลังผลิต Upscaling of Perovskite Photovoltaic Cell จึงเป็นไปได้ไม่ยาก .. ทีมนักวิจัยเชื่อว่า กระบวนการใหม่ของพวกเขา จะสร้างโอกาสทางธุรกิจสำหรับการผลิต Perovskite Solar PV เป็นจำนวนมากด้วยราคาที่แข่งขันได้ในตลาดเชิงพาณิชย์ด้วยความมั่นใจจากนี้ไป ..

Process of Fabrication of Perovskite Solar Cell and Deposition of Various Layers over Substrate | Credit: ResearchGate GmbH

ก่อนหน้านี้โดยทั่วไป เซลล์แสงอาทิตย์ Photovoltaic Solar Cells ใช้เซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors ในการแปลงพลังงานจากแสงเป็นไฟฟ้า ตั้งแต่ปี 2493 หรือ ค.ศ.1950 .. ซิลิคอน Silicon คือ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ Semiconductors หลักที่ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ .. อย่างไรก็ตาม การพัฒนาผลึกซิลิกอนขนาดใหญ่บนแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปที่ต้องการนั้น ตั้งอยู่บนพื้นฐานกระบวนผลิตที่มีราคาแพง และใช้เวลานาน นักวิทยาศาสตร์ได้หันมาใช้ Perovskites เพื่อผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่มีคุณสมบัติคล้ายกับซิลิกอน ..

Perovskites ที่มีโครงสร้างผลึกเฉพาะ ได้ชื่อมาจากแร่ที่มีโครงสร้างเดียวกัน เมื่อเทียบกับซิลิกอนแล้ว สามารถผลิต Perovskites ได้โดยประหยัดต้นทุน และพลังงานได้มาก .. นอกจากนี้ เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ยังมีน้ำหนักเบา และใช้งานได้หลากหลาย เพียงพอสำหรับใช้ในสถานที่ต่าง ๆ เช่น หน้าต่าง และหลังคาโค้ง .. ประสิทธิภาพสูงสุดที่เป็นสถิติโลกของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Perovskite Solar Cells นั้น สูงแตะระดับ 25.7% ซึ่งเทียบได้กับประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน Silicon Solar Cells ..

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

Prof. Alex Jen ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย City University of Hong Kong ชี้ว่า “เพื่อแก้ปัญหานี้ เราได้คัดเลือก Hole Transport Materials : HTMs ที่เป็นหนึ่งในสารประกอบสำคัญในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Perovskite Solar Cells : PSCs และพบว่า Self-Assembled Monolayer ที่ประกอบเองได้นั้น เป็นวัสดุประเภทที่มีแนวโน้มว่าจะช่วยเพิ่มขนาดระดับการผลิตอุปกรณ์ Perovskites Solar PV ได้เป็นอย่างดี”..

ทั้งนี้ เพื่อให้ได้โมดูลโฟโตโวลตาอิก Photovoltaic Modules ที่มีประสิทธิภาพสูง และมีเสถียรภาพ การเคลือบเพอร์รอฟสกี้ Coating of Perovskites จะต้องสม่ำเสมอ และปราศจากข้อบกพร่อง .. “เราเชื่อว่า การวิจัยของพวกเราจะช่วยลดช่องว่างระหว่างห้องปฏิบัติการกับภาคการผลิต Lab-to-Fab Gap และเพื่ออำนวยความสะดวกในการนำเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบ Perovskite ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ด้วยขนาดกำลังผลิตที่เพียงพอได้อย่างยอดเยี่ยมในอนาคตได้ต่อไป” Prof. Alex Jen กล่าวยืนยัน ..

ตัวอย่างการวิจัย และพัฒนาในสหรัฐฯ ก็เช่นเดียวกัน บริษัทสตาร์ทอัพในซานฟรานซิสโก Swift Solar และ Oxford PV ต่างก็ใช้ฟิล์ม Perovskite บาง ๆ 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 แต่พวกเขากำลังตั้งสายการผลิตจำนวนมากด้วย .. ด้วยความช่วยเหลือจาก Meyer Burger ซัพพลายเออร์รายใหญ่ที่สุดรายหนึ่งด้านการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ พวกเขาคาดว่า สายการผลิตจำนวนมากจะแล้วเสร็จได้ภายปี 2565 นี้ .. ในการเปิดตัว คาดหมายได้ว่าจะมีโมดูล 400 W 60 Cells Module Available พร้อมด้วยรุ่นขนาด 500 W Version .. สำหรับการเทียบเคียงกับแผงโซลาร์เซลล์ Solar Cell คู่แข่งในตลาดทั่วไป คือ 365 W ..

แต่ความก้าวหน้าที่ใหญ่ที่สุดในสหรัฐฯ มาจากห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติสหรัฐฯ National Renewable Energy Laboratory : NREL .. พวกเขาได้สร้างเซลล์แสงอาทิตย์ Solar PV Cell ในห้องปฏิบัติการด้วยประสิทธิภาพ 47.1% ซึ่งสร้างสถิติสูงสุดในปีนี้ .. ตอนนี้อยู่ในห้องทดลองและใช้การส่องสว่างที่เข้มข้น แต่ถึงแม้จะอยู่ภายใต้ “การส่องสว่างด้วยดวงอาทิตย์เพียงดวงเดียว” ซึ่งจำลองสภาพในโลกแห่งความเป็นจริงได้ใกล้เคียงมากขึ้น ก็ยังคงมีประสิทธิภาพสูงถึง 39.2% ..

วิธีการที่นักวิจัยจาก NREL ทำนั้นค่อนข้างฉลาด .. นี่เป็นเซลล์แบบหลายจุดเชื่อมต่ออีกเซลล์หนึ่ง แต่แทนที่จะเป็นสองชั้นซ้อน มันเป็นเซลล์แสงอาทิตย์หกทางแยก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วหมายความว่า พวกเขากำลังแบ่งชั้นเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์หกชั้นที่แตกต่างกัน .. ทั้งหมดมี 140 ชั้นของวัสดุสุริยะที่แตกต่างกันหกชั้น … และเมื่อรวมกันทั้งหมดยังคงมีความหนาน้อยกว่า 1/3 ของเส้นผมมนุษย์ .. ที่น่าทึ่งก็คือ มันยังอยู่ในห้องปฏิบัติการ และไม่พร้อมสำหรับการผลิตจำนวนมาก .. แต่สิ่งเหล่านี้จะช่วยในการสร้างสิ่งที่เป็นไปได้ในระดับไฮเอนด์ High End และแสดงเส้นทางสู่อนาคตสำหรับบริษัทฯ ผู้ผลิต และนักวิจัยอื่น ๆ รวมทั้งพิสูจน์ให้เห็นว่า เราควรจะทำได้ดีกว่าขีดจำกัดประสิทธิภาพ 30% ด้วยวัสดุชนิดเดียว ..

และสุดท้าย คือ เทคโนโลยีระดับนิยายวิทยาศาสตร์ที่น่าอัศจรรย์ ซึ่งอาจจะยังไม่ได้เห็นในเร็ว ๆ นี้ แต่กลุ่มนักวิจัยสามารถสร้างมันขึ้นมาได้แล้วในห้องทดลอง … มันอาจฟังดูบ้าไปแล้ว .. จะเป็นอย่างไรหากเราสร้างพลังงานจากเงาได้ มิใช่แค่เพียงจากแสงสว่าง แต่จากย่านความถี่คลื่นแสงที่กว้างกว่ามาก หรือจากเงา และการเคลื่อนไหวของเงา รวมทั้งความแตกต่างความเข้มแสง ด้วยประสิทธิภาพกำลังผลิตไฟฟ้าที่สูงเพียงพอสำหรับงานหนักด้วย .. 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 1.2V 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 ..

Perovskite Solar PV รวมถึง Organic PV, Dye-Sensitized & Quantum Dot Solar Cell ฟิล์มบาง Thin Film กำลังเป็นที่นิยมเพิ่มมากขึ้นในตลาดสำหรับอนาคต ..

Perovskites เป็นวัสดุที่สังเคราะห์ขึ้นมาได้ง่าย Easy to Synthetize Materials และถือเป็นอนาคตของเซลล์แสงอาทิตย์ Future of Solar Cells เนื่องจากโครงสร้างที่โดดเด่นของพวกมัน ได้แสดงให้เห็นศักยภาพที่ยอดเยี่ยมสำหรับประสิทธิภาพสูง และต้นทุนการผลิตต่ำ ..

การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ในระดับแนวหน้า Leading Edge of Scientific Discovery และการวิจัยพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Research วัสดุประเภทหนึ่งที่เรียกว่า Perovskites ได้สร้างความตื่นเต้นให้กับจินตนาการของนักวิทยาศาสตร์ และวิศวกรชั้นนำของโลก ..

วัสดุที่น่าทึ่งเหล่านี้มีความสามารถในการผลิตกำลังไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์มากกว่าเกือบทุกสิ่ง โดยผลลัพธ์ในปัจจุบันพบว่า พวกมันมีต้นทุนที่ต่ำกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนแบบเดิมมาก แต่จนถึงตอนนี้ Perovskites นั้น ยังต้องการการทดสอบ และทดลองเพิ่มเติมอีกมาก รวมทั้งถือได้ว่า พวกมันเป็นเทคโนโลยีเกิดใหม่ที่อยู่ในขั้นเริ่มต้น .. การศึกษาเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cell มาไกลมากในเวลาอันสั้น แต่ก็มีอุปสรรคใหญ่บางประการที่ต้องเอาชนะด้วยเช่นกัน ..

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

A Monolithic All – Perovskite Tandem Solar Cell / Metallic Tin ‘Reduces’ Limitations of Perovskite Solar Cells | Credit: Hairen Tan / Nanjing University

ดีบุก Tin : 50Sn หรือตะกั่ว Lead : 82Pb ในวัสดุสารประกอบผลึกเปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Crystals : ABX3 เหล่านี้ เป็นสุดยอดสำหรับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ผลิตกำลังไฟฟ้าในลักษณะเดียวกับที่ใช้ซิลิคอน Silicon ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ .. ทั้งนี้ X ในสารประกอบผลึกเปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Crystals : ABX3 มักหมายถึง กลุ่มธาตุฮาโลเจน Halogen ได้แก่ Chlorine : 17Cl, Bromine : 35Br และ Iodine : 53I .. และด้วยคุณสมบัติทางเคมีสำหรับ Halide Perovskites Technology นั้น อะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้ เหมาะอย่างยิ่งในการสร้างโมเลกุลร่วมกับอะตอมอื่น ๆ 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 ..

นอกจากนั้น Perovskites มีความสำคัญในตัวมันเองด้วยเช่นกัน เนื่องจากความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยการ “ปรับ Tuned” ได้โดยการควบคุมระดับโมเลกุลในกระบวนผลิต การปรับแต่งนี้ส่งผลให้วัสดุมี “Bandgap” ในอุดมคติ ซึ่งหมายถึงปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการผลักดันอิเล็กตรอนไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น เพื่อให้ประจุไฟฟ้าสามารถวิ่งผ่านในวงจรได้ ..

อย่างไรก็ตาม เวลาไม่เคยรอใคร ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin Film Solar Cell กำลังเติบโตขึ้นกว่าที่ผ่านมาด้วยสัดส่วนทะลุ 20% ของตลาด Solar PV ได้ เนื่องจาก เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์รูปแบบฟิล์มบางที่เป็นเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ Organic Solar Cell และ Perovskite Solar PV คือ นวัตกรรมแห่งความหวังแห่งอนาคตในภาพรวมอุตสาหกรรม Solar PV สำหรับความมั่นคงทางพลังงานด้วยแหล่งพลังงานทางเลือกที่เป็น Solar Energy&Solar Power ไปสู่สังคม ชุมชน ในชีวิตประจำวันได้ต่อไป ..

เทคโนโลยีโซลาร์เซลล์ฟิล์มบาง Thin Film Solar PV Technology อาจยังคงอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการวิจัยอย่างต่อเนื่อง .. ความพร้อมในเชิงพาณิชย์ ถือว่ายังมีอยู่อย่างจำกัด รุ่นล่าสุดถูกจัดประเภทเป็นเซลล์สุริยะรุ่นใหม่ หรือรุ่นที่ 3 รวมถึง เซลล์แสงอาทิตย์สารอินทรีย์ Organic, สารไวแสง Dye-Sensitized, Quantum Dot Solar Cell, คอปเปอร์ ซิงค์ ทิน ซัลไฟด์ Copper Zinc Tin Sulfide, นาโนคริสตัล Nanocrystal, ไมโครมอร์ฟ Micromorph และโซลาร์เซลล์ Perovskite หรือ Perovskite Solar Cells ซึ่งได้รับการคาดหมายว่า พวกมันกำลังเป็นที่นิยม และทำตลาดได้แพร่หลายเพิ่มขึ้นมากในอีกไม่นาน เป็นต้น ..

เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite แบบบูรณาการในอาคาร Building-Integrated Photovoltaics : BIPV เป็นวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่สามารถใช้แทนวัสดุก่อสร้างทั่วไปในส่วนของเปลือกอาคาร เช่น หลังคา หน้าต่างกระจก สกายไลท์ หรือส่วนหน้า พวกมันกำลังถูกผนวกรวมเข้ากับการก่อสร้างอาคารสมัยใหม่มากขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าหลัก หรือแหล่งพลังงานสำรองเสริม ..

ทั้งนี้ หน้าต่างโฟโตโวลตาอิก Photovoltaic Windows ที่ใช้เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cell เป็นโมดูลกึ่งโปร่งใส เช่น Perovskite Solar Cells หรือ Smart Windows สามารถใช้แทนองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมหลายรายการ ซึ่งแต่เดิมมักทำด้วยแก้ว หรือวัสดุที่คล้ายกัน เช่น หน้าต่าง ประตู และสกายไลท์ ..Thin-Film Perovskite Solar Cell โมดูลกึ่งโปร่งใส ได้แสดงบทบาทนำสำหรับอาคารสมัยใหม่ นอกจากมันจะผลิตกำลังไฟฟ้าได้แล้ว มันยังทำให้เกิดการประหยัดพลังงานได้อย่างมากอีกด้วย เนื่องจากคุณสมบัติของการเป็นฉนวนความร้อนที่เหนือกว่า และการควบคุมการแผ่รังสีจากแสงอาทิตย์ ..

คาดการณ์ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ทั่วโลก Global Perovskite Solar Cell Market ..

ขนาดธุรกิจในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ทั่วโลกมีมูลค่า 0.4 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2563 และคาดว่าจะสูงถึง 6.6 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2573 .. ทั้งนี้ อัตราการเติบโตต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ทั่วโลก Global Perovskite Solar Cell Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 32.4% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ปี 2564-2573 ซึ่งถือว่าสูงมากอย่างยิ่ง ..

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

เซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cell : PSC รวมถึงวัสดุที่มีโครงสร้างเป็น Perovskite เช่น Active Layer Based on the Solution Processed by Tin or Halide .. วัสดุ Perovskite ให้การดูดกลืนแสงที่ยอดเยี่ยม การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า และอายุการใช้งาน ส่งผลให้อุปกรณ์มีประสิทธิภาพในระดับสูง พร้อมโอกาสในการใช้เทคโนโลยีต้นทุนต่ำที่สามารถปรับขนาดได้ในภาคการผลิตทางอุตสาหกรรมเพื่อการพาณิชย์ .. เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite Solar Cell : PSC เป็นพื้นที่จากงานวิจัยเกิดใหม่ในบรรดาเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ Photovoltaic Technologies ล่าสุดที่แตกต่างกัน เนื่องจากประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน Power Conversion Efficiency : PCE ที่สูงอย่างยิ่ง ..

ความต้องการเซลล์แสงอาทิตย์ Solar PV ที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากความยืดหยุ่น อ่อนตัว โค้งงอได้ โปร่งใส และน้ำหนักเบา จำนวนการใช้งานที่เพิ่มขึ้นในครัวเรือน และภาคอุตสาหกรรม ประกอบกับความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น การลดการปล่อยคาร์บอน และความต้องการแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน เพื่อแทนที่แหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิล เป็นปัจจัยสำคัญที่คาดว่าจะกระตุ้นการเติบโตของ Solar PV ในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ..

นอกจากนี้ การเพิ่มความพยายามในการวิจัย และพัฒนา ตลอดจนการพัฒนาทางเทคนิค ยังช่วยเพิ่มโอกาสที่แตกต่าง ส่งผลให้ตลาด Perovskite Solar Cell มีการขยายตัวด้วยความเร่งตลอดระยะเวลาคาดการณ์ .. ทั้งนี้ ต้นทุนอุปกรณ์ประกอบสำหรับผลิตภัณฑ์เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ที่มีราคาสูง อาจขัดขวางการเติบโตของตลาด PSC ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ อย่างไรก็ตาม ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ของ Perovskite Solar Cell ที่สังเกตเห็นได้ทั่วโลก ยังคงมีแนวโน้มสดใส โดยเฉพาะ Thin-Film Perovskite Solar Cell โมดูลกึ่งโปร่งใส ได้แสดงบทบาทนำสำหรับงานประกอบการก่อสร้างอาคารสมัยใหม่ เป็นต้น ..

ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ทั่วโลก Global Perovskite Solar Cell Market แบ่งตามโครงสร้าง ผลิตภัณฑ์ วิธีการ การใช้งานขั้นสุดท้าย และพื้นที่ภูมิภาค .. ทั้งนี้ ผลิตภัณฑ์ของเซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ประกอบด้วย เซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ชนิดแข็ง Rigid Perovskite Solar Cells, เซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ชนิดที่ยืดหยุ่น Flexible Perovskite Solar Cells และเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ฟิล์มบาง Thin Film Perovskite Solar Cells ..

ในประเด็นพื้นฐานของภูมิภาค พบว่า ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ทั่วโลก เติบโตอย่างรวดเร็วในภูมิภาคอเมริกาเหนือ North America, ยุโรป Europe, เอเชียแปซิฟิก Asia-Pacific และ The Latin America, Middle East & Africa : LAMEA .. ปัจจุบัน ยุโรป Europe มีส่วนแบ่งตลาดที่มีขนาดใหญ่ที่สุด รองลงมาคือ อเมริกาเหนือ North America .. อย่างไรก็ตาม อัตราการเติบโตของตลาดในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ อันเนื่องมาจากความก้าวหน้าทางอิเล็กทรอนิกส์ในประเทศต่าง ๆ เช่น ญี่ปุ่น จีน อินเดีย และเกาหลีใต้ ส่งผลให้ตลอดระยะเวลาที่คาดการณ์ไว้ คาดหมายได้ว่า ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกจะมีอัตราการเติบโตของตลาดสูงสุดแซงหน้ายุโรป และอเมริกาเหนือไปได้ในที่สุด ..

บริษัทฯ ที่เป็นผู้เล่นรายใหญ่ในตลาดซึ่งดำเนินธุรกิจในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ทั่วโลก ได้แก่ Oxford Photovoltaics, FrontMaterials Co. Ltd., Solaronix SA, Xiamen Weihua Solar Co. Ltd., Fraunhofer ISE , Dyesol, Saule Technologies, FlexLink Systems Inc., Polyera Corporation และ New Energy Technologies Inc. เป็นต้น ..

สรุปส่งท้าย ..

Perovskites เป็นวัสดุที่สังเคราะห์ขึ้นมาได้ง่าย Easy to Synthetize Materials และถือเป็นอนาคตของเซลล์แสงอาทิตย์ Future of Solar Cells เนื่องจากโครงสร้างที่โดดเด่นของพวกมัน ได้แสดงให้เห็นศักยภาพที่ยอดเยี่ยมสำหรับประสิทธิภาพสูง และต้นทุนการผลิตต่ำ ..

โครงสร้างของผลึกเปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Crystals จะประกอบด้วยตะกั่ว Lead : 82Pb หรือดีบุก Tin : 50Sn กับเฮไลด์ Halide กลุ่มธาตุฮาโลเจน Halogen .. พวกมันสามารถผสมกับสารละลายเพื่อแปรรูปทำเป็นโซลาร์เซลล์ได้ด้วยการพิมพ์สามมิติ และสามารถเคลือบสารนี้ให้เป็นแผ่นลงบนวัสดุใด ๆ เพื่อทำเป็นโซลาร์เซลล์ Solar Cell ได้ ทั้งยังมีความโดดเด่น คือ น้ำหนักเบา สามารถดัดให้โค้งงอ ขึ้นรูปได้ง่าย ทำให้เป็นฟิล์มบางโปร่งแสงได้ และมีต้นทุนวัสดุต่ำ สิ่งสำคัญ ได้แก่ ความสามารถดูดซับแสงได้ในระดับเดียว หรือมากกว่า เมื่อเทียบกับผลึกซิลิกอน Silicon Crystals ..

Perovskite Solar Cells / Organic – Inorganic Halide Perovskites: OIHPs Single Crystals | Credit: Karlsruhe Institute of Technology / University of Cambridge

ทั้งนี้ ภายใต้ประสิทธิภาพที่สูงนั้น ยังมีเรื่องอื่นที่ต้องให้ความสำคัญ แม้ว่าต้นทุนการผลิตจะต่ำกว่าโซล่าเซลล์แบบซิลิกอน แต่ยังมีต้นทุนด้านอุปกรณ์ประกอบการใช้งานที่อาจมีราคาที่ค่อนข้างสูงอยู่ รวมถึงประเด็นด้านความทนทาน และความปลอดภัย ทำให้กลุ่มนักวิจัยต้องมีการพัฒนาโซลาร์เซลล์ Perovskite ชนิดนี้ไปอีกสักระยะหนึ่ง ก่อนจะนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ .. อย่างไรก็ตาม หลายฝ่ายให้ความเห็นตรงกันว่า Perovskite Solar Cell คือ หนึ่งในเทคโนโลยีที่น่าจับตามองเป็นอย่างยิ่ง สำหรับการมุ่งพัฒนาแหล่งพลังงานสะอาด Clean Energy Resources ในอนาคต ..

สำหรับประเทศไทยนั้น การค้นพบผลึกแร่ Perovskite Crystals ชนิดนี้ในธรรมชาติ ยังไม่ปรากฏ และเพราะเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cell ใช้สารอินทรีย์ Organic Material บางชนิดเป็นส่วนประกอบ จึงทำให้ไม่ทนต่อความชื้น และออกซิเจน .. นักวิจัย ยังคงมุ่งพัฒนาปรับปรุงความทนทานด้วยวิธีต่าง ๆ เพื่อให้เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite มีความคงทนมากขึ้น และเหมาะที่จะนำไปประยุกต์ใช้กับอุปกรณ์ต่าง ๆ รวมถึงการพัฒนาทางเทคนิคสำหรับสายการผลิตเป็นจำนวนมากในระดับอุตสาหกรรมเพื่อการพาณิชย์ ได้กลายเป็นประเด็นสำคัญด้วยจากนี้ไป ..

ประเทศไทย มีศักยภาพในการผลิตกำลังไฟฟ้าด้วยโซลาร์เซลล์ในระดับสูง โดยเฉพาะในภาคอีสาน และภาคกลาง แต่แม้ว่าจะมีการวิจัย และพัฒนาผลการศึกษา ทั้ง Smart City ที่ใช้ Solar Cell ร่วมกับ IoT และการทดลอง Solar Cells ในรูปแบบต่าง ๆ ทว่าพวกมันก็ยังไม่ได้เป็นพลังงานทางเลือกที่คนไทยทั่วไปใช้กันเท่าพลังงานประเภทอื่น รวมถึงการลงทุนในภาพรวมของประเทศยังห่างไกลเป้าหมายในนโยบายภาครัฐอยู่มาก ..

ด้วยเหตุนี้ หน่วยงานภาครัฐที่เกี่ยวข้อง ควรส่งเสริมให้ประชาชนเห็นความสำคัญเรื่องพลังงานสะอาดประเภทนี้ ซึ่งนอกจากจะเกิดผลดีด้านสิ่งแวดล้อมแล้ว ยังคุ้มค่าต่อการลงทุนในระยะยาว ไม่ว่าจะเป็นพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งบนหลังคา Solar Rooftop หรือ โซลาร์เซลล์ลอยน้ำ Floating Solar PV และ Agrivoltaic ในพื้นที่การเกษตร รวมทั้งการกระจายแหล่งพลังงานสะอาดรูปแบบต่าง ๆ สู่ชุมชน หมู่บ้าน ท้องถิ่น และพื้นที่ห่างไกลไปพร้อมด้วย เพื่อให้ความมั่นคงทางพลังของชาติได้รับการประกัน ..

เมื่อปี 2564 ที่ผ่านมา นักวิจัยของจุฬาลงกรณ์ มหาวิทยาลัย ได้รับรางวัลระดับโลกสำหรับโครงการโซลาร์เซลล์ล่าสุด ซึ่งช่วยเพิ่มกำลังผลิตไฟฟ้า และสามารถนำไปใช้กับสินค้าหลากหลายประเภท .. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดใหม่เหล่านี้ได้รับการรับรองตามมาตรฐานสากล และสอดคล้องกับพัฒนาพลังงานสะอาดเพื่อสังคม ..

งานวิจัย ‘Developing the Stability of Perovskite Solar Cell’ โดย ดร.รงรอง เจียเจริญ Dr. Rongrong Cheacharoen สถาบันโลหะวิทยา และวัสดุศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ซึ่งเป็นหนึ่งใน 3 นักวิจัยจากภูมิภาคอาเซียนที่ชนะ และได้รับรางวัล Green Talents การแข่งขันปี 2564 ณ ประเทศเยอรมนี .. การวิจัยประสบความสำเร็จในการเอาชนะข้อจำกัดของเซลล์แสงอาทิตย์ปัจจุบัน และเพิ่มความหลากหลายของผลิตภัณฑ์ประเภทต่าง ๆ ..

ประเด็นข้อค้นพบสำคัญ ได้แก่ แผงโซลาร์เซลล์รูปแบบใหม่ชนิดที่ทนความร้อนด้วยกำลังผลิตไฟฟ้าสูงสุด .. นอกจากแผงซิลิกอนแล้ว แผงโซลาร์เซลล์อีกประเภทหนึ่งที่กำลังได้รับความนิยม และกำลังศึกษาเพิ่มเติม คือ เซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cell ซึ่งมีกำลังผลิตไฟฟ้าเท่ากับหรือมากกว่าชนิดซิลิคอน Silicon Base Solar PV แต่ใช้วัสดุน้อยกว่า และทำงานได้ดีในช่วงอุณหภูมิที่กว้างกว่า รวมทั้งภายใต้อุณหภูมิที่สูงถึง 65oC ..

สิ่งที่พิเศษเกี่ยวกับ Perovskite Solar Cell คือ นอกเหนือจากวัสดุที่ยืดหยุ่น และบางเพียง 500 นาโนเมตร nm แล้ว พวกมันยังผลิตขึ้นได้เร็ว และง่ายอีกด้วย เนื่องจากการขึ้นรูปของ Perovskite Solar Cell ใช้กระบวนการแก้ปัญหาที่คล้ายกับการพิมพ์ซึ่งทำให้สามารถใช้ได้กับพื้นผิวทุกประเภท ไม่ว่าจะเป็นผืนผ้า พื้นผิวที่โค้งงอ หรือแม้แต่เครื่องมือเล็ก ๆ ทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite ประเภทนี้ สามารถนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย เช่น นาฬิกาข้อมือ เส้นใยผ้า และหมวก ได้อย่างยอดเยี่ยม ..

งานวิจัยของ ดร.รงรอง เจียเจริญ Dr. Rongrong Cheacharoen นี้ นำไปสู่การออกแบบเครื่องมือ และการเลือกวัสดุที่ได้รับการพัฒนาให้เป็นแคปซูล ซึ่งจะทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite สามารถผ่านมาตรฐานอุตสาหกรรม IEC 61215 ซึ่งถือเป็นมาตรฐานโลกครั้งแรกล่าสุดสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ..

ทั้งนี้ ชัยชนะในการแข่งขัน Green Talents Competition 2021 จากประเทศเยอรมนี ของ ดร.รงรอง เจียเจริญ Dr. Rongrong Cheacharoen นั้น ถือเป็นความภาคภูมิใจอย่างยิ่ง และเป็นตัวอย่างสุดยอดสำหรับนักวิจัยชาวไทย รวมทั้งเป็นการตอกย้ำมาตรฐาน และประสิทธิภาพที่ตรงตามเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน Sustainability Development Goals .. ปัจจุบัน ประเทศต่าง ๆ ทั่วโลก กำลังนำโซลาร์เซลล์ Perovskite รูปแบบใหม่นี้มาประยุกต์ปรับให้เข้ากับโครงสร้างโซลาร์เซลล์สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ..

สำหรับอนาคตของพลังงานสะอาดของประเทศไทย Thailand’s Future in Clean Energy นั้น ดร.รงรอง เจียเจริญ Dr. Rongrong Cheacharoen เชื่อว่า การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับความเสถียรของเซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite Solar PV Cell ชนิดใหม่ที่เหมาะกับสภาพอากาศที่ร้อน และชื้นของไทย เป็นเรื่องจำเป็นสำคัญที่ขาดไม่ได้ .. ทั้งนี้ ดร.รงรองฯ มั่นใจว่า เราจะเห็นผลิตภัณฑ์เซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูงรูปแบบต่าง ๆ ที่ผลิตขึ้นในประเทศไทยได้อย่างแน่นอนไม่มีข้อสงสัยจากนี้ไป ..

ในประเด็นข้อเท็จจริงเกี่ยวกับสภาวะแวดล้อมของประเทศไทยนั้น ศักยภาพในการรับแสงอาทิตย์ของไทยถือได้ว่ายอดเยี่ยม เมื่อเทียบกับประเทศอื่นๆ โดยเฉพาะภาคใต้ และตอนเหนือของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เช่น จังหวัดอุดรธานี กับบางพื้นที่ในภาคกลาง .. ประมาณ 14.3% ของประเทศมีการเปิดรับแสงอาทิตย์ทุกวันเฉลี่ยวันละ 5-6 ชั่วโมง คิดเป็นระดับพลังงานประมาณ 19-20 MJ/m2/วัน ในขณะที่อีก 50% ของประเทศได้รับประมาณ 18-19 MJ/m2/วัน .. ด้วยเหตุนี้ ในแง่มุมศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ประเทศไทยนั้น ถือว่าสูงมาก ซึ่งอาจยังน้อยกว่าบางพื้นที่ในสหรัฐฯ แต่นำหน้าญี่ปุ่น ..

ปีที่ผ่านมา การผลิตกำลังไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ของไทย มีส่วนแบ่งมากกว่า 3GW ซึ่งเป็นกำลังการผลิตที่มากกว่า 60% ของกำลังการผลิตกำลังไฟฟ้าของ Solar PV ที่ติดตั้งทั้งหมดในภูมิภาคอาเซียน ตามด้วยฟิลิปปินส์ มาเลเซีย และสิงคโปร์ .. ในมุมมองนี้ พลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy ตามนโยบายความมั่นคงทางพลังงานประเทศไทย ซึ่งหมายถึง กำลังผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Energy, พลังงานลม Wind Energy และชีวมวล Biomass จะเพิ่มขึ้นเป็น 30% ไม่นับรวมไฟฟ้าพลังน้ำ ภายในปี 2580 หรือก่อนหน้านี้ ..

ปัจจุบัน คาดหมายว่า เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบาง Thin Film Solar Cell ด้วยรูปแบบเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ Organic Solar Cell : OPV และเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cell: PSC กำลังจะเข้ามามีส่วนร่วมสำคัญ ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในครัวเรือน หมู่บ้าน ชุมชนเกษตรกร สถานที่ทำงาน โรงงาน และสังคมไทย ทั้งที่เป็น Solar Rooftop PV และเป็นวัสดุสำคัญประกอบการก่อสร้างอาคารสมัยใหม่ Building-Integrated Photovoltaics : BIPV เพราะพวกมันกำลังจะเป็นแหล่งพลังงานหลักรูปแบบกระจายอีกตัวหนึ่ง ภายใต้แผนงานพัฒนาพลังงานทางเลือก Alternative Energy Development Plan : AEDP ของประเทศ ..

อย่างไรก็ตาม แม้ว่ายังไม่พบสายแร่ที่เป็นผลึกเปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Crystal ในประเทศไทย แต่การผลิต และสังเคราะห์สารประกอบ Perovskites ขึ้นในประเทศนั้น มิใช่เรื่องยากเย็นแต่อย่างไร ..

ภาพรวมตลาดโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศไทย คาดว่า จะเติบโตในอัตราที่น่าเกรงขามในอนาคตจากนี้ไป .. ตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ของไทย ได้รับแรงหนุนจากความต้องการพลังงานยั่งยืน Sustainable Energy ที่เพิ่มขึ้น .. ความริเริ่มในภาคสังคม และนโยบายพลังงานภาครัฐ จะสามารถขับเคลื่อนการเติบโตของตลาดด้วยความเร่งได้อย่างต่อเนื่อง .. นอกจากนี้ ความสนใจที่เพิ่มขึ้นของภาคธุรกิจเอกชนในการจัดหากำลังไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยโซลาร์เซลล์ประสิทธิภาพสูง ทนทาน ราคาถูก ในรูปแบบการกระจายสู่ครัวเรือน ชุมชน ท้องถิ่น เมือง และ/หรือ พื้นที่ห่างไกล รวมทั้งการดำเนินงานภาครัฐเพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียนนั้น ทำให้คาดหมายได้ว่า เซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์ Perovskite Solar Cell : PSC จะกลายเป็นอีกหนึ่งในเครื่องมือสำคัญสำหรับแหล่งพลังงานสะอาดในอนาคตของไทยได้เป็นอย่างดี ไม่มีข้อสงสัย ..

ดังนั้น การพัฒนาประสิทธิภาพการผลิตกำลังไฟฟ้าของโมดูล Perovskite Solar PV ฟิล์มบางกึ่งโปร่งใสให้สูงกว่าด้วยต้นทุนที่ลดลง รวมทั้งการลงทุนภาครัฐ และ/หรือ ภาคเอกชนที่มีศักยภาพ เพื่อให้สายการผลิต Thin-Film Perovskite Solar Cell เกิดขึ้นในประเทศไทยนั้น จึงกลายเป็นความจำเป็นระดับนโยบายสำคัญที่ขาดไม่ได้ .. เนื่องเพราะเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์เปอร์รอฟสไกต์แบบฟิล์มบาง Thin – Film Perovskite Solar Cell Technologies คือ นวัตกรรมแห่งความหวังสำหรับอนาคตภาพรวมอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ ที่สามารถเปลี่ยนมุมมองการใช้พลังงานในชีวิตประจำวันของสังคมไทยไปตลอดกาลให้สำเร็จได้ในที่สุด ..

……………………………..

คอลัมน์ : Energy Key

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

Perovskite Solar Cells | Department of Energy :-

https://www.energy.gov/eere/solar/perovskite-solar-cells

Chula’s Own Solar Cell Project High – Powered and Diverse Formats that Meet World Standards :-

https://www.chula.ac.th/en/highlight/73814/

Perovskite Solar Cells: Why They’re the Future of Solar Power :-

https://www.solarreviews.com/blog/are-perovskite-solar-cells-the-future-of-solar-power

Perovskite Solar Cell Technology on the Road to Commercialization | PV Magazine :-

Perovskite Solar Cell Market Growth Forecast – 2030 | Size, Share :-

https://www.alliedmarketresearch.com/perovskite-solar-cell-market-A13745

Researchers Develop New Technique to Upscale the Production of Perovskite Solar Cells  | EurekAlert :-

https://www.eurekalert.org/news-releases/954319

Perovskite Solar Cells – an overview | ScienceDirect Topics :-

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/perovskite-solar-cells

The Rise of Solar Power :-

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

…………………………………….

spot_imgspot_img
- Advertisment -
- Advertisment -spot_img
- Advertisment -

Featured

- Advertisment -
- Advertisment -
Advertismentspot_imgspot_img