วัสดุใหม่ ๆ สร้างความก้าวหน้าครั้งสำคัญในประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์กำลังกลายเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานทางเลือกที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับการผลิตไฟฟ้าที่สะอาดและราคาไม่แพง

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบันยังไม่ได้ใช้ประโยชน์จากศักยภาพของแสงแดดอย่างเต็มที่ ดังนั้นงานวิจัยล่าสุดจาก นักวิทยาศาสตร์ ที่มหาวิทยาลัยเกาหลีจึงได้รับความสนใจอย่างมาก

ประสิทธิภาพในการรวมแสงเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์

ภาพ: รอยเตอร์

ทีมวิจัยได้ค้นพบวัสดุใหม่ที่สามารถดูดซับคลื่นแสงส่วนใหญ่ในสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร ACS Applied Materials & Interfaces ส่งผลให้ปริมาณแสงที่เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์สามารถเก็บเกี่ยวได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก พวกเขาได้พัฒนา "ซูเปอร์สเฟียร์" หรือนาโนสเฟียร์ทองคำ ที่สามารถดูดซับคลื่นแสงในช่วงความยาวคลื่นที่วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ในปัจจุบันไม่สามารถเข้าถึงได้

แม้ว่าอนุภาคนาโนเงินและทองคำจะเป็นที่รู้จักกันดีในด้านศักยภาพในการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ แต่พวกมันสามารถดูดซับสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ได้เพียงส่วนน้อยเท่านั้น ทีมวิจัยจึงตัดสินใจปรับปรุงเทคโนโลยีนี้โดยใช้ซูเปอร์สเฟียร์ทองคำที่ประกอบขึ้นเอง ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคนาโนทองคำที่รวมกลุ่มกันเป็นทรงกลมขนาดเล็ก โดยการปรับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของซูเปอร์สเฟียร์ พวกเขาได้ขยายความสามารถในการดูดซับแสงให้มากขึ้น

ประสิทธิภาพการดูดซับแสงอาทิตย์ที่น่าประทับใจ

เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของซูเปอร์สเฟียร์ ทีมวิจัยได้ใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อปรับปรุงการออกแบบและประเมินประสิทธิภาพ ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าซูเปอร์สเฟียร์สามารถดูดซับคลื่นแสงอาทิตย์ได้มากถึง 90% ในการทดสอบจริง เมื่อนำสารละลายที่มีซูเปอร์สเฟียร์ไปใช้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกและส่องสว่างด้วยเครื่องจำลองพลังงานแสงอาทิตย์ LED อัตราการดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์โดยเฉลี่ยสูงถึง 89% ในขณะที่อัตราการดูดซับของอนุภาคนาโนทองคำแต่ละชนิดอยู่ที่เพียง 45% เท่านั้น

ซึงวู ลี หนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าวว่า "ซูเปอร์สเฟียร์พลาสมอนิกของเราเป็นหนทางที่เรียบง่ายในการใช้ประโยชน์จากสเปกตรัมแสงอาทิตย์ทั้งหมด เทคโนโลยีการเคลือบนี้สามารถลดอุปสรรคต่อระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์และระบบพลังงานความร้อนจากแสงที่มีประสิทธิภาพสูงในการใช้งานด้านพลังงานจริงได้อย่างมาก"

หากมีการนำทรงกลมขนาดใหญ่เหล่านี้ไปประยุกต์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ ก็อาจช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายให้กับชุมชนและครัวเรือนที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมาก ขณะเดียวกันก็ช่วยลดมลพิษทางอากาศได้ด้วย การพัฒนาครั้งนี้เปิดโอกาสสู่อนาคตด้านพลังงานที่สะอาดและยั่งยืนยิ่งขึ้น

อย่างไรก็ตาม ยังคงเป็นคำถามที่ยังไม่มีคำตอบว่าทรงกลมขนาดใหญ่เหล่านี้จะกลายเป็นวัสดุใหม่สำหรับแผงโซลาร์เซลล์หรือไม่

ที่มา: https://thanhnien.vn/vat-lieu-moi-tao-dot-pha-hieu-suat-pin-mat-troi-185260428110516658.htm