นวัตกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ให้พลังงานสำหรับระบบไฟส่องสว่างภายในอาคาร

เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะช่วยให้อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น คีย์บอร์ด รีโมท สัญญาณเตือนภัย และเซ็นเซอร์ สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่

การจำลองเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอร์รอฟสไกต์ - ภาพ: perovskite-info.com

ทีมวิจัยนานาชาติที่นำโดยมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน (UCL) ได้พัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอร์รอฟสไกต์ที่มีความทนทานมากขึ้น ซึ่งสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานจากแสงภายในอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพ เทคโนโลยีนี้มีแนวโน้มที่จะทำให้อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น แป้นพิมพ์ รีโมท สัญญาณเตือนภัย และเซ็นเซอร์ สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่

แตกต่างจากเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนแบบดั้งเดิม เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอร์รอฟสไกต์สามารถปรับแต่งให้ดูดซับความยาวคลื่นเฉพาะของแสงภายในอาคารได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม วัสดุนี้มักมีข้อบกพร่องในผลึก (เรียกว่า "กับดัก") ที่ดักจับอิเล็กตรอน ทำให้การไหลของกระแสไฟฟ้าหยุดชะงักและส่งเสริมการเสื่อมสภาพ

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Functional Materials ทีมวิจัยได้ผสมสารเคมีสามชนิดเข้าด้วยกันเพื่อลดข้อบกพร่องนี้ ได้แก่ RbCl (รูบิเดียมคลอไรด์) ซึ่งช่วยให้ผลึกเพอร์รอฟสไกต์เติบโตอย่างสม่ำเสมอและลดความเครียด รวมถึงสารเคมีอีกสองชนิดที่ช่วยทำให้ไอออนไอโอไดด์และโบรไมด์มีความเสถียร ป้องกันไม่ให้ไอออนเหล่านี้แยกตัวออกจากกันและทำให้ประสิทธิภาพลดลง

ซิมิง หวง นักศึกษาปริญญาเอกจาก UCL ซึ่งเป็นผู้เขียนหลัก อธิบายว่า "เซลล์แสงอาทิตย์มีข้อบกพร่องมากมาย เหมือนเค้กที่แตกเป็นเสี่ยงๆ ส่วนผสมทั้งสามอย่างที่เราเติมเข้าไปช่วยประกอบเค้กนั้นเข้าด้วยกัน ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ง่ายขึ้น ผลรวมของส่วนผสมนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าส่วนประกอบแต่ละอย่าง"

ด้วยเหตุนี้ แบตเตอรี่จึงมีประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน 37.6% สำหรับแสงภายในอาคารที่มีความเข้ม 1,000 ลักซ์ (เทียบเท่ากับความสว่างของสำนักงาน) ซึ่งสร้างสถิติ โลก สำหรับแบตเตอรี่เพอร์รอฟสไกต์ที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับแสงภายในอาคาร โดยมีช่องว่างพลังงาน 1.75 eV อายุการใช้งานที่คาดการณ์ไว้คือมากกว่า 5 ปี ซึ่งยาวนานกว่ารุ่นก่อนๆ ที่มีอายุการใช้งานเพียงไม่กี่สัปดาห์หรือหลายเดือนอย่างเห็นได้ชัด

ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า หลังจากใช้งานไปมากกว่า 100 วัน แบตเตอรี่ใหม่ยังคงรักษาประสิทธิภาพไว้ได้ 92% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตัวอย่างควบคุมที่รักษาไว้ได้ 76% ภายใต้สภาวะที่รุนแรง (แสงสว่างจ้าต่อเนื่อง 300 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 55°C) แบตเตอรี่ใหม่ยังคงรักษาประสิทธิภาพไว้ได้ 76% ในขณะที่แบตเตอรี่ตัวอย่างควบคุมรักษาไว้ได้เพียง 47%

รองศาสตราจารย์โมจตาบา อับดี จาเลบี (UCL) กล่าวว่า "อุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดเล็กหลายพันล้านชิ้นในปัจจุบันต้องพึ่งพาการเปลี่ยนแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นแนวทางที่ไม่ยั่งยืน เซลล์แสงอาทิตย์เพอร์รอฟสไกต์ของเราสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานได้มากขึ้น ทนทานกว่า และมีราคาถูกกว่า เนื่องจากผลิตจากวัสดุที่หาได้ง่าย กระบวนการผลิตไม่ซับซ้อน และยังสามารถพิมพ์ได้เหมือนหนังสือพิมพ์"

กลับสู่หัวข้อเดิม

วีเอ็นเอ

ที่มา: https://tuoitre.vn/dot-pha-pin-mat-troi-dung-anh-sang-trong-nha-20250812135955421.htm