เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite: อนาคตของพลังงานทดแทน?
เพอรอฟสกี้เป็นวัสดุประเภทหนึ่งที่มีโครงสร้างผลึกคล้ายกับแร่เพอรอฟสกี้ ซึ่งถูกค้นพบครั้งแรกในรัสเซียในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 พบว่าเพอร์รอฟสกี้แสดงคุณสมบัติที่น่าสนใจมากมาย เช่น เพียโซอิเล็กทริก เฟอร์โรอิเล็กทริก และเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้มีประโยชน์สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เพอร์รอฟสกี้ได้รับความสนใจอย่างมากในด้านเซลล์แสงอาทิตย์เนื่องจากมีกำลังสูง ประสิทธิภาพการแปลง (PCE) และต้นทุนการผลิตต่ำ เซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite (PSC) ได้รับการแสดงให้เห็นว่ามี PCE มากกว่า 25% ซึ่งเทียบเคียงหรือสูงกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอนแบบดั้งเดิมด้วยซ้ำ นอกจากนี้ เพอร์รอฟสกี้สามารถสังเคราะห์ได้อย่างง่ายดายโดยใช้วิธีการที่ใช้สารละลาย ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ นอกจากนี้ ยังมีการสำรวจวัสดุของเพอร์รอฟสกี้สำหรับการใช้งานอื่นๆ เช่น LED เลเซอร์ และเซ็นเซอร์ อย่างไรก็ตาม ยังมีความท้าทายมากมายที่ต้องแก้ไขก่อนที่เพอร์รอฟสกี้จะสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานเหล่านี้ เช่น ความเสถียรและความสามารถในการขยายขนาด มากกว่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอนแบบดั้งเดิม:
1 ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูง (PCE): PSC แสดงให้เห็นว่าบรรลุ PCE มากกว่า 25% ซึ่งเทียบได้กับหรือสูงกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิกอนแบบดั้งเดิมด้วยซ้ำ2 ต้นทุนการผลิตต่ำ: สามารถสังเคราะห์เพอรอฟสกี้ได้อย่างง่ายดายโดยใช้วิธีการแบบอิงสารละลาย ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มสำหรับการผลิตขนาดใหญ่
3 พื้นผิวที่ยืดหยุ่น: PSC สามารถประดิษฐ์บนพื้นผิวที่ยืดหยุ่นได้ ซึ่งช่วยให้สามารถพัฒนาแผงโซลาร์เซลล์ที่มีความยืดหยุ่นและน้ำหนักเบาได้
4 แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูง (Voc): PSC แสดงให้เห็นว่ามีค่า Voc สูง ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์
5 การย่อยสลายที่เกิดจากแสงน้อย: พบว่า PSC มีความไวต่อการย่อยสลายที่เกิดจากแสงน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอนแบบดั้งเดิม
6 การเคลื่อนย้ายตัวพาประจุสูง: เพอรอฟสกี้มีความคล่องตัวตัวพาประจุสูง ซึ่งช่วยให้สามารถขนส่งอิเล็กตรอนได้อย่างรวดเร็วและประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูง
7 การผลิตที่ปรับขนาดได้: วัสดุ Perovskite สามารถสังเคราะห์ได้ง่ายโดยใช้วิธีการแก้ปัญหา ซึ่งทำให้วัสดุเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มสำหรับการผลิตขนาดใหญ่
8 เสถียรภาพทางความร้อนสูง: พบว่า PSC มีความเสถียรภายใต้อุณหภูมิสูง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง
9 ต้นทุนวัตถุดิบต่ำ: วัตถุดิบที่ใช้ทำเพอร์รอฟสกี้มีราคาไม่แพงนักและมีปริมาณมาก ซึ่งอาจส่งผลให้ต้นทุนการผลิตลดลง
10 ศักยภาพสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แบบคู่: PSC สามารถรวมเข้ากับเซลล์แสงอาทิตย์แบบคู่ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งอาจนำไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพที่ดีขึ้น
อะไรคือความท้าทายของการใช้เซลล์แสงอาทิตย์แบบเพอรอฟสกี้? แม้ว่าการใช้เซลล์แสงอาทิตย์แบบเพอรอฟสกี้ (PSC) จะมีข้อดีหลายประการก็ตาม ยังมีความท้าทายหลายประการที่ต้องได้รับการแก้ไขก่อนจึงจะสามารถนำไปใช้อย่างกว้างขวาง:
1. ความเสถียร: PSC ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา และความเสถียรของพวกมันภายใต้การสัมผัสแสงและความร้อนในระยะยาวยังคงเป็นข้อกังวล
2 ความสามารถในการปรับขนาด: แม้ว่าเพอร์รอฟสกี้สามารถสังเคราะห์ได้ง่ายโดยใช้วิธีการที่ใช้โซลูชัน แต่การขยายขนาดกระบวนการผลิตให้ตรงกับความต้องการของการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ยังคงเป็นความท้าทาย3 ความสม่ำเสมอของวัสดุ: ความสม่ำเสมอของวัสดุเพอร์รอฟสไกต์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพและความเสถียรสูง แต่การบรรลุถึงความสม่ำเสมออาจเป็นเรื่องที่ท้าทาย
4 ปัญหาด้านพื้นผิว: ส่วนต่อประสานระหว่างชั้นเพอร์รอฟสไกต์กับชั้นอื่นๆ ในเซลล์แสงอาทิตย์มีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องและการรวมตัวกันใหม่ ซึ่งอาจนำไปสู่การสูญเสียประสิทธิภาพได้
5 การดูดความชื้น: เพอรอฟสกี้ไวต่อความชื้น ซึ่งสามารถนำไปสู่การย่อยสลายและความเสถียรลดลง
6 ความเป็นพิษ: พบว่าวัสดุเพอร์รอฟสไกต์บางชนิดเป็นพิษ ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพในระหว่างการผลิตและการกำจัด
7 ต้นทุนวัตถุดิบสูง: แม้ว่าวัตถุดิบที่ใช้ทำเพอร์รอฟสกี้จะมีราคาไม่แพงนัก แต่ส่วนประกอบอื่นๆ เช่น อิเล็กโทรดและซับสเตรตที่มีต้นทุนสูงยังคงทำให้ PSC มีราคาแพงกว่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดิมได้ ความเข้าใจฟิสิกส์ที่จำกัด: ยังคงมีความเข้าใจที่จำกัดเกี่ยวกับฟิสิกส์เบื้องหลังเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสกี้ ซึ่งทำให้ยากต่อการเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียรของเซลล์แสงอาทิตย์ ความยากลำบากในการบรรลุความสม่ำเสมอ: ความสม่ำเสมอของวัสดุเพอร์รอฟสไกต์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพและความเสถียรสูง แต่การบรรลุความสม่ำเสมออาจเป็นเรื่องที่ท้าทาย 10 อายุการเก็บรักษาที่จำกัด: PSC มีอายุการเก็บรักษาที่จำกัดเนื่องมาจากความไวต่อความชื้นและแสง ซึ่งสามารถนำไปสู่การย่อยสลายและความเสถียรที่ลดลง อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์เนื่องจากมีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูง (PCE) ต้นทุนการผลิตต่ำ และพื้นผิวที่ยืดหยุ่น การใช้งานที่เป็นไปได้บางประการของ PSC ได้แก่:
1 หน้าต่างโซลาร์เซลล์: PSC สามารถรวมเข้ากับหน้าต่างโซลาร์เซลล์ได้ ซึ่งสามารถเป็นแหล่งพลังงานทดแทนใหม่สำหรับอาคารและบ้าน
2 พลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการในอาคาร (BIPV): PSC สามารถรวมเข้ากับด้านหน้าของอาคารได้อย่างง่ายดาย โดยเป็นแหล่งพลังงานทดแทนใหม่สำหรับอาคารพาณิชย์และที่อยู่อาศัย3 อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้: PSC สามารถใช้จ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ เช่น นาฬิกาอัจฉริยะและเครื่องติดตามฟิตเนส
4 การใช้งานด้านการบินและอวกาศ: PSC สามารถใช้จ่ายพลังงานให้กับระบบดาวเทียมและเครื่องบินได้ โดยเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เชื่อถือได้ในสถานที่ห่างไกล
5 การจัดเก็บพลังงาน: PSC สามารถใช้เพื่อกักเก็บพลังงานในรูปของไฟฟ้า ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นพลังงานให้กับบ้านและธุรกิจในช่วงที่มีแสงแดดน้อยหรือเมื่อโครงข่ายไฟฟ้าดับ6 อุปกรณ์การแพทย์: PSC สามารถใช้จ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจและปั๊มอินซูลิน ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เชื่อถือได้สำหรับผู้ป่วย
7 การใช้งานทางการเกษตร: PSC สามารถใช้จ่ายพลังงานให้กับระบบการเกษตร เช่น ระบบชลประทานและเรือนกระจก ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เชื่อถือได้สำหรับเกษตรกร
8 การบรรเทาภัยพิบัติ: PSC สามารถใช้เพื่อจ่ายไฟฉุกเฉินในระหว่างเกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติหรือความล้มเหลวของโครงข่ายไฟฟ้า โดยเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เชื่อถือได้สำหรับผู้ปฏิบัติการฉุกเฉินเบื้องต้นและเจ้าหน้าที่บรรเทาทุกข์
9 การสำรวจอวกาศ: PSC สามารถใช้จ่ายพลังงานให้กับยานอวกาศและระบบอวกาศอื่นๆ ได้ โดยเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เชื่อถือได้สำหรับภารกิจห้วงอวกาศ10 การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม: สามารถใช้ PSC เพื่อขับเคลื่อนระบบตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม เช่น เซ็นเซอร์คุณภาพอากาศและเซ็นเซอร์คุณภาพน้ำ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เชื่อถือได้สำหรับการใช้งานในการตรวจสอบระยะไกล
ฉันชอบวิดีโอนี้
ฉันไม่ชอบวิดีโอนี้
รายงานข้อผิดพลาดของเนื้อหา
share
