ตัวดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ราคาถูก ความหวังใหม่ของโรงไฟฟ้าในอนาคต

หนึ่งในความท้าทายสำคัญต่อนักวิจัยในการพัฒนาแผ่นโซลาร์เซลล์คือการสร้างเซลล์ที่สามารถดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากที่สุดเท่าที่เป็นได้ โดยที่ไม่ร้อนเกินไปจนถึงจุดที่มันเริ่มแผ่พลังงานกลับไปสู่บรรยากาศ แผ่นโซลาร์เซลล์ที่ขายอยู่ในตลาดสามารถดูดซับแสงอาทิตย์เปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ราว 30% เท่านั้น

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเพอร์ดูพบวิธีที่จะทำให้แผ่นซิลิกอนที่ใช้เป็นโซลาร์เซลล์สามารถดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ได้ดีที่อุณหภูมิที่สูงกว่าเก่า ซึ่งหมายถึงประสิทธิภาพในการจับพลังงานแสงอาทิตย์จะสูงขึ้นตามไปด้วย

พวกเขาเคลือบแผ่นซิลิกอนด้วยฟิล์มบางของแทนทาลัมและซิลิกอนไนไตรด์เพื่อเพิ่มความสามารถในการดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ แผ่นซิลิกอนเคลือบฟิล์มนี้สามารถที่จะเลือกดูดซับเฉพาะโฟตอนที่ช่วงสเปคตรัมหนึ่งของแสง ขณะที่จะสะท้อนกลับช่วงอื่นๆที่ไม่ต้องการ

ผลที่ได้คือโซลาร์เซลล์ที่ผ่านการดัดแปลงสามารถทนอุณหภูมิได้สูงถึง 535 องศาเซลเซียสโดยไม่มีปัญหาด้านประสิทธิภาพ สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ถึง 50%

ผลงานวิจัยนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ที่น่าสนใจมากคือการใช้ฟิล์มแบบเดียวกันไปเคลือบกระจกโค้งสะท้อนแสงที่ใช้ในโรงไฟฟ้าแบบรวมแสงอาทิตย์ (Concentrating Solar Power Plant)  ทำให้มันมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอีกมาก

“จุดสำคัญในการจับพลังงานแสงอาทิตย์ให้มีประสิทธิภาพมากที่สุดนั้นคุณต้องทำสองอย่างที่ต่อสู้กันเอง ข้อแรกคือต้องดูดซับพลังงานจากดวงอาทิตย์ให้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ และข้อสองจะต้องไม่ให้พลังงานเหล่านั้นแผ่กระจายกลับคืนไป” Peter Bermel  อาจารย์จากมหาวิทยาลัยเพอร์ดูกล่าว “ถ้าคุณทำให้บางอย่างร้อนจริงๆ มันจะเริ่มเรืองแสงสีแดงและแผ่ความร้อนออกมา เราพยายามป้องกันการปล่อยพลังงานที่เกิดขึ้นในขณะที่ยังคงดูดซับพลังงานจากแสงอาทิตย์”

แม้ว่าแผ่นฟิล์มนี้ยังไม่พร้อมสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ แต่ทีมนักวิจัยหวังว่ามันจะสร้างแรงจูงใจให้กับคนอื่นในความพยายามหาวิธีในการยกระดับประสิทธิภาพการดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ให้ดีขึ้น

 

ข้อมูลและภาพจาก  inhabitat, phys.org


Leave a Reply

Your email address will not be published.