โซล่าเซลล์ชนิดใหม่ ใสเหมือนกระจก

เทคโนโลยีใหม่จากผลงานวิจัยของทีมนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนสเตต (MSU) เป็นโซล่าเซลล์ชนิดใหม่ที่ใสเหมือนกระจก สามารถดูดซับพลังงานที่เรามองไม่เห็นแล้วเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า นี่คือคลื่นเทคโนโลยี พลังงานทดแทน ลูกใหม่ศักยภาพสูงที่กำลังจะมาถึง ให้เรานำไปใช้งานในอนาคตอันใกล้นี้

ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงกำลังเติบโตอย่างรวดเร็วราวติดจรวด มันยังเป็นพลังงานสะอาดที่มีราคาถูกที่สุดในหลายประเทศอีกด้วย โซล่าเซลล์คือหัวใจของการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้งาน ท่ามกลางการแข่งขันกันพัฒนาโซล่าเซลล์อย่างเข้มข้นถึงพริงถึงขิง ทั้งในแง่ประสิทธิภาพ น้ำหนัก สีสัน และความยืดหยุ่นโค้งงอได้ โซล่าเซลล์ชนิดโปร่งใสเป็นสิ่งที่หลายคนอยากให้มีจริงโดยเร็ว ด้วยเล็งเห็นถึงศักยภาพที่จะสามารถนำมาใช้เป็นหน้าต่างและผนังของอาคารบ้านเรือน ตึกสูง และรถยนต์ได้เหมือนกระจก แต่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ด้วย

ทีมวิจัยที่ MSU นำโดย Richard Lunt ได้ริเริ่มพัฒนาตัวรวมรังสีอาทิตย์ (Luminescent Solar Concentrator, LSC) ชนิดโปร่งใสได้สำเร็จตั้งแต่เมื่อปี 2014 โซล่าเซลล์ชนิดใหม่นี้ทำจากโมเลกุลสารอินทรีย์ขนาดเล็กที่สามารถดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงคลื่นที่มองไม่เห็นได้แก่ ช่วงคลื่น UV และช่วงคลื่น NIR (Near Infrared) พลังงานนี้จะถูกส่งไปเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า แต่ตอนแรกประสิทธิภาพยังต่ำอยู่มาก

นักวิจัยได้ทำการพัฒนาเรื่อยมาจนมีประสิทธิภาพสูงในระดับหนึ่งที่ทำให้พวกเขาเชื่อว่าการใช้งานโซล่าเซลล์ชนิดโปร่งใสนี้ร่วมกับแผงโซล่าเซลล์บนหลังคาจะมีศักยภาพที่ใกล้เคียงกับความต้องการไฟฟ้าของทั้งสหรัฐอเมริกา และสามารถลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลลงได้อย่างมหาศาล

“โซล่าเซลล์ชนิดโปร่งใสเป็นตัวแทนของคลื่นแห่งอนาคตสำหรับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์” Lunt กล่าว “เราได้วิเคราะห์ศักยภาพของมันพบว่าโดยการเก็บเกี่ยวเฉพาะแค่เพียงแสงที่มองไม่เห็น โซล่าเซลล์นี้สามารถให้ศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าได้เหมือนกับแผงโซล่าเซลล์บนหลังคา ขณะที่มันสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้ดีกว่ากับอาคาร รถยนต์ สมาร์ทโฟนและอุปกรณ์พกพา”

       ในงานวิจัยใหม่ Lunt และทีมวิจัยได้ตรวจสอบประสิทธิภาพของโซล่าเซลล์ชนิดโปร่งใสและประมาณว่าถ้าหากใช้แผงโซล่าเซลล์โปร่งใสแทนพื้นผิวกระจกทั่วสหรัฐได้สัก 5 – 7 พันล้านตารางเมตร จะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ถึง 40% ของการใช้ทั้งประเทศ ซึ่งพอๆกับศักยภาพของแผงโซล่าเซลล์บนหลังคา และหากรวมศักยภาพของโซล่าเซลล์ทั้งสองชนิดเข้าด้วยกัน มันแทบจะเพียงพอสำหรับความต้องการไฟฟ้าของทั้งประเทศ ขณะที่ในปัจจุบันสหรัฐใช้ไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์เพียง 1% เท่านั้น

       ไม่เพียงแต่อาคารเท่านั้นที่ใช้ประโยชน์จากโซล่าเซลล์โปร่งใสได้ รถยนต์ไฟฟ้าสามารถนำไปเพิ่มระยะทางในการขับขี่ สมาร์ทโฟนและอุปกรณ์พกพาก็สามารถนำไปใช้เพิ่มระยะเวลาใช้งานของแบตเตอรี่ได้ด้วย ทุกอย่างเป็นไปได้ง่ายขึ้นด้วยคุณสมบัติโปร่งใสของมัน

       อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ที่โซล่าเซลล์ใหม่นี้ทำได้อยู่ที่ 5% เท่านั้น เปรียบเทียบกับโซล่าเซลล์ที่ใช้งานในปัจจุบันซึ่งมีประสิทธิภาพราว 15 – 18% ถือว่ายังค่อนข้างต่ำแต่มันก็เพิ่งเริ่มต้นยังพัฒนาได้อีกมาก

“นั่นคือสิ่งที่เรากำลังทำอยู่” Lunt กล่าว “แผงโซล่าเซลล์ที่ใช้งานในปัจจุบันถูกพัฒนามานาน 5 ทศวรรษ แต่เราพัฒนาโซล่าเซลล์โปร่งใสมาแค่ 5 ปีเท่านั้น เทคโนโลยีนี้จะเป็นความหวังสำหรับการใช้งานโซล่าเซลล์โปร่งใสที่ราคาไม่แพง ทั้งบนพื้นผิวเล็กๆและพื้นผิวขนาดใหญ่ที่เราไม่เคยได้ใช้งานมาก่อน”