ManuTalkThai ศูนย์รวมข่าว Industrial Technology ออนไลน์ในประเทศไทย
Merida Aerospace บริษัทการบินและอวกาศ ซึ่งอยู่ในเมือง Tampa รัฐฟลอริดา สหรัฐอเมริกา กำลังพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ (Perovskite) ที่ออกแบบมาให้เหมาะกับการใช้งานในอวกาศ โดยเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพและความประหยัดสำหรับใช้กับดาวเทียมวงโคจรโลกระดับต่ำ (LEO) โดยเฉพาะ
ดาวเทียม LEO มักให้ความเชื่อมั่นอยู่กับการใช้แผงโซลาร์เซลล์เป็นแหล่งพลังงานหลัก โดยการรับแสงแดดในช่วงที่มีแสงอาทิตย์ส่องในวงโคจรเพื่อให้ดาวเทียมทำงานได้อย่างยั่งยืน แผงเหล่านี้ยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการรับน้ำหนักได้โดยมุ่งไปที่การลดจำนวนแบตเตอรี่ที่มีอยู่มากเกินไป ซึ่งแบตเตอรี่ถูกนำมาใช้เพื่อช่วยให้การทำงานเป็นไปโดยอัตโนมัติในระหว่างที่แสงแดดขาดหายเป็นช่วงๆ เมื่ออยู่ในวงโคจรโลกระดับต่ำ
แผงโซลาร์เซลล์แกลเลียมอาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide; GaAs) ที่มีประสิทธิภาพประมาณ 30% นั้น เป็นแผงโซลาร์เซลล์ที่มีใช้อยู่ในสนามพลังแสงอาทิตย์ในอวกาศ โดยวัสดุ GaAs แสดงคุณสมบัติทางเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานในอวกาศ
อย่างไรก็ตาม แม้จะมีประสิทธิภาพที่น่าพอใจ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ GaAs ก็ยังต้องเผชิญกับความท้าทายจากต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้น โดยมีสาเหตุหลักอันเนื่องมาจากการขาดแคลนแกลเลียม และกระบวนการผลิตที่ซับซ้อน ข้อจำกัดด้านต้นทุนเหล่านี้เป็นแรงกระตุ้นให้นักวิจัยและผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมต้องสำรวจหาวัสดุทางเลือกอื่น และกระบวนการผลิตที่ทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูงมีความคุ้มค่าในเชิงเศรษฐศาสตร์มากขึ้น
ด้วยเหตุเหล่านั้น จึงทำให้เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ กลายเป็นทางเลือกที่มีความหวังขึ้นมา โดยมีข้อได้เปรียบเหนือ GaAs อย่างชัดเจน
เซลล์เพอรอฟสไกต์นำเสนอความคุ้มค่าผ่านกระบวนการผลิตที่เรียบง่ายและประหยัด มีความยืดหยุ่นและอเนกประสงค์ ทำให้วัสดุนี้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การเป็นแผงโซลาร์เซลล์น้ำหนักเบา ไปจนถึงแผงโซลาร์เซลล์ที่โค้งงอได้ แม้ว่า GaAs จะสื่อความหมายว่ามีประสิทธิภาพสูง แต่จากการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่ได้บ่งชี้ว่า เซลล์เพอรอฟสไกต์กำลังจะปิดช่องว่างด้านประสิทธิภาพนี้อย่างรวดเร็ว โดยแสดงให้เห็นถึงระดับประสิทธิภาพที่เทียบเคียงกันกับ GaAs หรือสูงกว่าด้วยซ้ำ
Andrea Marquez วิศวกรวิจัยของ Merida Aerospace ที่กำลังดูแลโครงการพัฒนา Andrea กล่าวว่า — “เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ ได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการคงสภาพเดิมไว้ได้ภายใต้สภาวะการแผ่รังสีพลังงานสูงในอวกาศ ทั้งนี้เป็นผลมาจากการรักษาสภาพของตัวมันเอง นอกจากนี้ การจัดเรียงผลึกของเพอรอฟสไกต์ ยังได้รับอิทธิพลจากอุณหภูมิในอวกาศ ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการดูดซับแสง”
เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์อาจบ่งบอกถึงความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่ เนื่องจากศักยภาพด้านประสิทธิภาพและคุณสมบัติทางแสงที่เป็นเอกลักษณ์ โครงสร้างผลึกยังช่วยดูดซับแสงได้อย่างเหมาะสม มีความทัดเทียมหรือเกินกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิกอนแบบดั้งเดิม มีความง่ายในการดำเนินการกับเพอรอฟสไกต์ ไปจนถึงเป็นวิธีการที่มีความคุ้มค่า ทำให้แผงโซลาร์เซลล์ชนิดนี้มีความน่าสนใจ ทั้งยังน้ำหนักเบา มีความยืดหยุ่น และสามารถปรับตัวได้ เทคโนโลยีเพอรอฟสไกต์จึงมีศักยภาพในการปฏิวัติด้านภูมิทัศน์พลังงานแสงอาทิตย์
เมื่อเร็วๆ นี้ Dr. Lyndsey McMillon-Brown วิศวกรวิจัยของ NASA ได้ฉลองความสำเร็จของการสาธิตการบินอวกาศเพื่อทดสอบความทนทานของเพอรอฟสไกต์บนสถานีอวกาศนานาชาติ หลังจากผ่านไป 10 เดือน ฟิล์มเพอรอฟสไกต์แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการคงสภาพเดิม และคุณสมบัติในการฟื้นคืนตัวได้โดยไม่คาดคิด จึงเป็นโอกาสที่น่าสนใจสำหรับการใช้เพอรอฟสไกต์ในการสำรวจอวกาศ และความท้าทายจากข้อสงสัยต่างๆ ที่มีอยู่ก่อนหน้านี้
แผงโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกต์กำลังถูกมองว่ามีความเป็นไปได้ในการเป็นเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับอนาคต โดยมีผู้เชี่ยวชาญหลายคนในสาขานี้มองว่าเทคโนโลยีเพอรอฟสไกต์เป็นตัวเปลี่ยนเกมได้ เนื่องจากเป็นการรวมกันทั้ง การมีประสิทธิภาพสูง ความคล่องตัวในการผลิต และศักยภาพในด้านความคุ้มทุน
นอกจากนี้ ด้วยประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นและความสามารถในการปรับตัวของเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ จึงทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดนี้มีบทบาทในการแข่งขันการเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีประสิทธิผลยิ่งขึ้น เทคโนโลยีเพอรอฟสไกต์อาจกลายเป็นตัวเลือกหลักสำหรับการจ่ายกำลังไฟฟ้าเพื่อการใช้สำหรับที่อยู่อาศัย การพาณิชย์ และอุตสาหกรรม การขยับเปลี่ยนนี้สามารถกำหนดภูมิทัศน์ของอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นมาใหม่ โดยมุ่งไปที่อนาคตของเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ที่จะมีบทบาทสำคัญต่อการตอบสนองความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นของโลกอย่างยั่งยืน
เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์มีข้อเสนอที่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม เป็นการสนับสนุนแนวทางการสร้างความยั่งยืนและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ทั้งส่วนประกอบต่างๆ ก็มีอยู่มากมาย และเกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตที่ใช้พลังงานน้อยลง ซึ่งสอดคล้องกับการขยับเปลี่ยนไปทั่วโลกที่มุ่งสู่เทคโนโลยีพลังงานที่สะอาดกว่าและสร้างความยั่งยืน
ที่มา: Merida Aerospace
