เทคโนโลยีพลังงานใหม่ Yozeal Co., Ltd
หน้าหลัก > ข่าว > เนื้อหา
พิมพ์เซลล์แสงอาทิตย์เพียงเล็กน้อยใกล้ชิด
- Mar 02, 2017 -

นวัตกรรมใหม่ ๆ อาจทำให้การพิมพ์เซลล์แสงอาทิตย์เป็นเรื่องง่ายและราคาไม่แพงเช่นการพิมพ์หนังสือพิมพ์ นักวิจัยได้ล้างอุปสรรคการผลิตที่สำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์สุริยจักรวาลประเภทใหม่ที่เรียกว่าเซลล์สุริยะ perovskite เทคโนโลยีพลังงานทดแทนนี้อาจนำไปสู่แผงโซลาร์เซลล์ที่มีต้นทุนต่ำซึ่งสามารถเปลี่ยนพื้นผิวเกือบทุกส่วนให้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้


"ศาสตราจารย์เทดซาร์เจนผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ที่เกิดขึ้นใหม่และเก้าอี้วิจัยแคนาดาในนาโนเทคโนโลยีกล่าวว่า" การประหยัดต่อขนาดทำให้ต้นทุนการผลิตซิลิคอนลดลงอย่างมาก "เซลล์แสงอาทิตย์ของ Perovskite สามารถช่วยให้เราสามารถใช้เทคนิคที่จัดตั้งขึ้นแล้วในอุตสาหกรรมการพิมพ์เพื่อผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ในราคาที่ต่ำมากซึ่งอาจทำให้ Perovskites และเซลล์ซิลิคอนสามารถแต่งงานได้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพให้ดีขึ้น แต่ก็มีความก้าวหน้าในกระบวนการที่มีอุณหภูมิต่ำเท่านั้น"

วันนี้แทบทุกเซลล์แสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ทำจากชิ้นบาง ๆ ของซิลิคอนผลึกซึ่งต้องผ่านกรรมวิธีความบริสุทธิ์สูงมาก เป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานสูงต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 องศาเซลเซียสและตัวทำละลายที่เป็นอันตรายจำนวนมาก

ในทางตรงกันข้ามเซลล์แสงอาทิตย์ของ perovskite ขึ้นอยู่กับชั้นของผลึกเล็ก ๆ ที่มีขนาดเล็กกว่าความกว้างของเส้นผมประมาณ 1,000 เท่าซึ่งผลิตจากวัสดุที่มีค่าใช้จ่ายต่ำและมีความไวต่อแสง เนื่องจากวัตถุดิบของ perovskite สามารถผสมลงในของเหลวเพื่อสร้าง 'หมึกแสงอาทิตย์' ได้พวกเขาสามารถพิมพ์ลงบนแก้วพลาสติกหรือวัสดุอื่น ๆ โดยใช้กระบวนการพิมพ์อิงค์เจ็ทที่เรียบง่าย

แต่จนถึงขณะนี้มีการจับ: เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าอิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นจากพลังงานแสงอาทิตย์จะต้องได้รับการสกัดจากคริสตัลเพื่อให้สามารถไหลผ่านวงจรได้ การสกัดนั้นเกิดขึ้นในชั้นพิเศษที่เรียกว่าเลเยอร์ที่เลือกอิเล็กตรอนหรือ ESL ความยากลำบากในการผลิต ESL ที่ดีถือเป็นหนึ่งในความท้าทายที่สำคัญที่ถือครองการพัฒนาอุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์ของ Perovskite

"วัสดุที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการทำ ESLs จะเริ่มเป็นผงและต้องอบที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาเซลเซียส" Tan กล่าว "คุณไม่สามารถใส่ที่ด้านบนของแผ่นพลาสติกที่มีความยืดหยุ่นหรือบนเซลล์ซิลิคอนประดิษฐ์เต็มรูปแบบ - มันจะละลายเพียง."

Tan และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาปฏิกิริยาทางเคมีใหม่กว่าการทำให้ ESL สร้างอนุภาคนาโนในสารละลายโดยตรงที่ด้านบนของขั้วไฟฟ้า ในขณะที่ความร้อนยังคงต้องกระบวนการอยู่เสมออยู่ต่ำกว่า 150 องศาเซลเซียสต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของพลาสติกจำนวนมากมาก

อนุภาคนาโนชนิดใหม่เคลือบด้วยอะตอมของคลอรีนซึ่งช่วยยึดติดกับชั้นเพอร์โตสกันต์ที่ด้านบนซึ่งเป็นข้อผูกมัดที่แข็งแกร่งช่วยให้สามารถสกัดอิเล็กตรอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อไม่นานมานี้ ทางวิทยาศาสตร์ Tan และเพื่อนร่วมงานของเขารายงานประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้วิธีการใหม่ที่ 20.1 เปอร์เซ็นต์

"นี่เป็นรายงานที่ดีที่สุดสำหรับเทคนิคการประมวลผลที่มีอุณหภูมิต่ำ" Tan กล่าว เขาเสริมด้วยว่าเซลล์สุริยะของ perovskite ใช้วิธีการที่เก่ากว่าอุณหภูมิสูงเพียงร้อยละ 22.1 และเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนที่ดีที่สุดสามารถเข้าถึงได้เพียง 26.3 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น

ข้อดีอีกประการคือความมั่นคง เซลล์แสงอาทิตย์ชนิด perovskite จำนวนมากลดลงอย่างมากหลังจากใช้เวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง แต่เซลล์ของ Tan ยังคงรักษาประสิทธิภาพได้มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของประสิทธิภาพแม้หลังจากใช้งานได้นาน 500 ชั่วโมง "ผมคิดว่าเทคนิคใหม่ของเราจะช่วยแก้ปัญหานี้ได้" นายตาลซึ่งรับหน้าที่นี้เป็นส่วนหนึ่งของ Rubicon Fellowship กล่าว

"ผลการคำนวณของทีมโตรอนโตได้อธิบายถึงบทบาทของเลเยอร์อิเล็กตรอนที่ได้รับการพัฒนาขึ้นใหม่อย่างมีนัยสำคัญผลงานนี้แสดงให้เห็นถึงการมีส่วนร่วมอย่างรวดเร็วของวิทยาการทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้คอมพิวเตอร์ซึ่งกำลังมุ่งสู่อุปกรณ์พลังงานยุคอนาคต" ศาสตราจารย์ Alan Aspuru-Guzik, ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์คำนวณในภาควิชาเคมีและชีววิทยาเคมีที่ Harvard University ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงาน

"การเพิ่มเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนที่ดีที่สุดเทคโนโลยีฟิล์มบางยุคอนาคตจำเป็นต้องมีการใช้งานร่วมกับกระบวนการผลิตที่เสร็จสมบูรณ์ซึ่งเป็นผลมาจากอุณหภูมิในการประมวลผลเจียมเนื้อเจียมตัวเช่นกลุ่มโตรอนโตรายงานข่าว วิทยาศาสตร์ " ศาสตราจารย์ลูปิงยูกล่าว ภาควิชาเคมีของมหาวิทยาลัยชิคาโก Yu เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านเซลล์แสงอาทิตย์ที่ได้รับการประมวลผลและไม่ได้มีส่วนร่วมในงาน

การรักษาความเย็นในระหว่างกระบวนการผลิตเปิดโลกแห่งความเป็นไปได้สำหรับการใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ของ Perovskite จากฝาครอบสมาร์ทโฟนที่ให้ความสามารถในการชาร์จไฟกับหน้าต่างระบายสีที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งช่วยชดเชยการใช้พลังงานอาคาร ในระยะใกล้เทคโนโลยีของ Tan สามารถใช้ควบคู่ไปกับเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดิมได้

"ด้วยกระบวนการที่มีอุณหภูมิต่ำเราสามารถหุ้มเซลล์ของเราได้โดยตรงที่ด้านบนของซิลิคอนโดยไม่สร้างความเสียหายกับวัตถุต้นแบบ" นายตาลกล่าว ถ้าเซลล์ไฮโดรเจนซัลไฟด์ perovskite สามารถผลักดันประสิทธิภาพได้ถึงร้อยละ 30 หรือสูงกว่าจะทำให้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นเรื่องเศรษฐกิจที่ดีขึ้นมาก