นักวิจัยกล่าวว่าความก้าวหน้าดังกล่าวอาจนำไปสู่การผลิตแผงโซลาร์เซลล์ที่บางกว่า เบากว่า และมีความยืดหยุ่นมากขึ้น ซึ่งสามารถนำมาใช้จ่ายไฟให้กับบ้านเรือนได้มากขึ้น และใช้กับผลิตภัณฑ์ได้หลากหลายมากขึ้น
การเรียน --นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยยอร์กและดำเนินการร่วมกับมหาวิทยาลัยโนวาแห่งลิสบอน (CENIMAT-i3N) ตรวจสอบว่าการออกแบบพื้นผิวที่แตกต่างกันส่งผลต่อการดูดซับแสงแดดในเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งประกอบกันเป็นแผงโซลาร์เซลล์อย่างไร
นักวิทยาศาสตร์พบว่าการออกแบบกระดานหมากรุกช่วยปรับปรุงการเลี้ยวเบน ซึ่งเพิ่มความน่าจะเป็นที่แสงจะถูกดูดซับซึ่งนำไปใช้สร้างกระแสไฟฟ้า
ภาคพลังงานหมุนเวียนมองหาวิธีใหม่ๆ อย่างต่อเนื่องในการเพิ่มการดูดกลืนแสงของเซลล์แสงอาทิตย์ในวัสดุน้ำหนักเบาที่สามารถนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ตั้งแต่กระเบื้องมุงหลังคาไปจนถึงใบเรือและอุปกรณ์ตั้งแคมป์
ซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้สร้างเซลล์แสงอาทิตย์เป็นวัสดุที่ใช้พลังงานมากในการผลิต ดังนั้นการสร้างเซลล์ที่บางลงและการเปลี่ยนแปลงการออกแบบพื้นผิวจะทำให้เซลล์มีราคาถูกลงและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
ดร.คริสเตียน ชูสเตอร์ จากภาควิชาฟิสิกส์กล่าวว่า "เราพบเคล็ดลับง่ายๆ ในการเพิ่มการดูดกลืนแสงของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดบาง การตรวจสอบของเราแสดงให้เห็นว่า ความคิดของเราทัดเทียมกับการเพิ่มประสิทธิภาพการดูดกลืนแสงของการออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น ขณะเดียวกันก็ดูดซับแสงที่อยู่ลึกเข้าไปใน ระนาบและมีแสงน้อยใกล้กับโครงสร้างพื้นผิวนั่นเอง
"กฎการออกแบบของเราตรงตามทุกแง่มุมที่เกี่ยวข้องของการดักจับแสงสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ ทำให้มีแนวทางสำหรับโครงสร้างการเลี้ยวเบนที่เรียบง่าย ใช้งานได้จริง และยังคงโดดเด่น โดยมีผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นนอกเหนือจากการใช้งานโฟโตนิก
"การออกแบบนี้มีศักยภาพในการบูรณาการเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับวัสดุที่บางและยืดหยุ่นได้มากขึ้น และดังนั้นจึงสร้างโอกาสในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้มากขึ้น"
การศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าหลักการออกแบบอาจส่งผลกระทบไม่เพียงแต่ในเซลล์แสงอาทิตย์หรือภาค LED เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการใช้งานต่างๆ เช่น แผงป้องกันเสียงรบกวน แผงกันลม พื้นผิวป้องกันการลื่นไถล การใช้งานทางชีวภาพ และการระบายความร้อนด้วยอะตอม
ดร. ชูสเตอร์ กล่าวเพิ่มเติมว่า:"โดยหลักการแล้ว เราจะใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้น 10 เท่าโดยใช้วัสดุดูดซับเท่ากัน โดยเซลล์แสงอาทิตย์ที่บางลง 10 เท่าสามารถขยายแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้อย่างรวดเร็ว เพิ่มการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างมาก
"ในความเป็นจริง เนื่องจากการกลั่นวัตถุดิบซิลิกอนเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมาก เซลล์ซิลิคอนที่บางกว่าถึง 10 เท่าไม่เพียงแต่ช่วยลดความจำเป็นในการโรงกลั่นเท่านั้น แต่ยังลดต้นทุนลงอีกด้วย จึงเป็นการเพิ่มขีดความสามารถของเราในการเปลี่ยนแปลงสู่เศรษฐกิจที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น"
ข้อมูลจากกระทรวงธุรกิจ พลังงาน และยุทธศาสตร์อุตสาหกรรม แสดงให้เห็นว่าพลังงานหมุนเวียน ซึ่งรวมถึงพลังงานแสงอาทิตย์ คิดเป็น 47% ของการผลิตไฟฟ้าของสหราชอาณาจักรในช่วงสามเดือนแรกของปี 2020
เวลาโพสต์: 12 เมษายน-2023