มจธ.พัฒนาเพอรอฟสไกท์แทนโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าไม่ง้อแดด

มจธ.เผยวิจัยล่าสุด พัฒนาเพิ่มประสิทธิภาพ ความคงทนในเทคโนโลยีเพอรอฟสไกท์ ปรับพื้นผิววัสดุให้ยืดหยุด แก้ตำหนิ ผลิตไฟฟ้าได้โดยไม่ง้อแสงแดด ไม่จำเป็นต้องอยู่บนหลังคา ติดบนผิวโค้งอุปกรณ์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เซนเซอร์ IoT ก็ได้

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) แจ้งว่า ผศ. ดร.นพพร รุจิสัมพันธ์ หัวหน้าห้องปฏิบัติการ Interface & Surface Characterization หรือ ISC คณะวิทยาศาสตร์ มจธ. เจ้าของผลงานนวัตกรรมเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น: การปรับสภาพผิวแบบสองมิติเพื่อประสิทธิภาพและความคงทนในเทคโนโลยีเพอรอฟสไกท์ ได้รับรางวัลการวิจัยแห่งชาติ และรางวัลผลงานคุณภาพ NRCT Quality Achievement Award ปี 2569

เพอรอฟสไกท์โซลาร์เซลล์ เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดใหม่ที่ทั่วโลกสนใจ น้ำหนักเบา ยืดหยุ่น ผลิตได้ด้วยกระบวนการทางเคมีที่ไม่ซับซ้อน เช่น การพิมพ์หรือการฉีดพ่น ใช้ได้กว้างกว่าโซลาร์เซลล์ซิลิคอนแบบเดิม  ไม่มีข้อจำกัดที่ต้องใช้งานบนหลังคาหรือพื้นที่ราบเหมือนโซลาร์เซลล์เดิม แต่ติดตั้งบนพื้นผิวได้หลากหลาย จัดทรงที่ต้องการได้ เช่น กระจกอาคาร ผนัง พื้นผิวโค้งของยานพาหนะ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เซนเซอร์ IoT หรืออุปกรณ์สวมใส่ในอนาคต ทั้งไม่ได้ผลิตไฟฟ้าเฉพาะจากแสงแดดเท่านั้น แต่ผลิต ได้จากการรับแสงภายในอาคาร แสงจากหลอดไฟ LED  เหมาะกับอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ใช้พลังงานต่อเนื่อง เช่น เซนเซอร์อัจฉริยะและอุปกรณ์ IoT ต่าง ๆ

หลักการทำงานของเพอรอฟสไกท์โซลาร์เซลล์ คือการเปลี่ยน พลังงานแสง ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ผ่านวัสดุพิเศษที่เรียก เพอรอฟสไกท์ เมื่อแสงตกกระทบบนชั้นวัสดุจะดูดซับพลังงานและสร้างประจุไฟฟ้า จากนั้นโครงสร้างภายในเซลล์ที่ซ้อนเป็นชั้น ๆ คล้ายขนมชั้น จะแยกและลำเลียงประจุไฟฟ้าไปขั้วไฟฟ้า ส่งออกมาเป็นกระแสไฟฟ้านำไปใช้งานได้ ชั้นเพอรอฟสไกท์เป็นแกนกลางดูดซับแสง ส่วนชั้นวัสดุอื่น ๆ ทำหน้าที่พาประจุไฟฟ้าให้เดินทางอย่างมีประสิทธิภาพ

ผศ. ดร.นพพร กล่าวว่า หัวใจของงานวิจัยอยู่ที่เทคนิคการปรับสภาพผิวแบบสองมิติ หรือ Surface Passivation แก้ปัญหาตำหนิเล็ก ๆ บนพื้นผิววัสดุระดับจุลภาค เพราะอาจทำให้ประจุไฟฟ้าสูญเสียระหว่างทาง ส่งผลให้ประสิทธิภาพ ความทนทานของเซลล์ลดลง เปรียบเสมือนการซ่อมถนนระดับนาโน เพื่อให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ได้ราบรื่นขึ้น ลดการสูญเสียพลังงาน ทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าได้ดีขึ้น เสถียรขึ้น มีโอกาสต่อยอดจากห้องปฏิบัติการไปสู่การใช้งานจริงในอนาคต

ปัจจุบันทีมวิจัย มจธ. พัฒนาประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกท์ขึ้นมาแตะระดับ 21% ถือว่าเข้าใกล้เทคโนโลยีระดับแนวหน้าของโลกที่ก้าวหน้าถึง 26–27% จากการต่อยอดองค์ความรู้ด้วยตนเองอย่างต่อเนื่องมากกว่า 10 ปี งานวิจัยนี้ยังไม่ถึงขั้นผลิตเชิงพาณิชย์ได้ อยู่ในระดับความพร้อมทางเทคโนโลยี TRL 4 หรือขั้นการวัดและทดสอบในห้องปฏิบัติการ อันเป็นก้าวสำคัญก่อนไปสู่ขั้นการทดสอบใช้งานจริงและขยายผลเชิงอุตสาหกรรม

ความสำเร็จดังกล่าวสะท้อนว่า ประเทศไทยมีศักยภาพที่จะขยับจากผู้ซื้อเทคโนโลยีเป็นผู้สร้างเทคโนโลยีต้นน้ำ ในอุตสาหกรรมพลังงานสะอาด ซึ่งจะเพิ่มอำนาจต่อรอง ลดความเสี่ยงจากวิกฤตพลังงาน ลดความเปราะบางจากการพึ่งพาห่วงโซ่อุปทานพลังงานของโลกในระยะยาว

“เป้าหมายของเราไม่ใช่แค่ทำวิจัยให้ได้รับรางวัลหรือได้รับการตีพิมพ์ แต่คือการวางรากฐานให้ประเทศไทยมีเทคโนโลยีพลังงานสะอาดที่พัฒนาได้เอง เทคโนโลยีนี้ยังต่อยอดไปใช้งานในชีวิตประจำวัน ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์ IoT อุปกรณ์สวมใส่ หรือเทคโนโลยีพลังงานยุคใหม่” ผศ. ดร.นพพร กล่าว

#วิจัยแห่งชาติ   #เซลล์แสงอาทิตย์