วิจัยชิ้นใหม่ ใช้ ‘เส้นผม’ เสริมความแกร่งให้โซลาร์เซลล์!
พัฒนาต่อไม่รอแล้ว! ล่าสุดนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Queensland University of Technology (QUT) ได้พัฒนาคาร์บอนนาโนดอต (carbon nanodots) ซึ่งสร้างขึ้นจาก "เศษเส้นผมของมนุษย์" ที่ได้มาจากร้านตัดผมแห่งหนึ่งในบริสเบน (Brisbane ) แล้วนำไปใช้พัฒนาเป็นส่วน “เกราะ” ที่ช่วยเสริมประสิทธิภาพให้เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์มีความแข็งแรงยิ่งขึ้น!
งานวิจัยชิ้นนี้ตีพิมพ์ในวารสาร “Journal of Materials Chemistry A” โดยนักวิจัยได้อธิบายว่านาโนคาร์บอนที่ได้จากเส้นผมเหล่านี้สามารถใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกต์ (perovskite solar cells) ได้อย่างไรบ้าง
ซึ่งนักวิจัยได้อธิบายว่าโดยปกติแล้วตัวโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกต์ (perovskite solar cells) นี้เป็นเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่ที่พัฒนามาจากโซลาร์เซลล์แบบเดิม คือ ซิลิกอนโซลาร์เซลล์ (silicon solar cells) และยังมีข้อดีคือสามารถผลิตจำนวนเป็นจำนวนมากได้ง่ายในราคาที่ถูกกว่าอีกด้วย
ความแตกต่างหลัก ๆ ของโซลาร์เซลล์แบบซิลิกอน และโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกต์ ต่างกันตรงที่โซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกต์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้สารประกอบที่ผลิตได้ง่ายและมีความยืดหยุ่น จึงทำให้นำไปใช้กับวัสดุอื่น ๆ ได้หลากหลาย เช่น ใช้เป็นส่วนประกอบของเสื้อผ้าและเต็นท์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ด้วยคุณสมบัติเช่นนี้เองจึงทำให้นักวิจัยของ QUT สนใจที่จะทดลองใช้คาร์บอนนาโนดอตมาพัฒนาต่อกับโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกต์นั่นเอง
ซึ่งในกระบวนการนี้พวกเขาได้เริ่มจากการเพิ่มสารละลายของคาร์บอนดอตเข้าไปในกระบวนการสร้างเพอรอฟสไกต์ ซึ่งทีมวิจัยพบว่าตัวคาร์บอนนาโนดอตนั้นจะก่อตัวขึ้นเป็นชั้น ๆ คล้ายคลื่นชั้นของเพอรอฟสไกต์ โดยมีผลึกเพอรอฟสไกต์อยู่ตรงกลางล้อมรอบด้วยตัวดอตทั้งหลาย ทำให้มันมีลักษณะคล้าย "เกราะ" ป้องกัน ช่วยปกป้องตัวเพอรอฟสไกต์จากความชื้นหรือสิ่งอื่น ๆ ที่จะทำให้มันเสียหายได้
จากการทดลองดังกล่าว นักวิจัยยังค้นพบอีกว่าโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกต์ที่ได้รับการปกป้องจากคาร์บอนนาโนดอตนั้นมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานที่สูงกว่าและมีความเสถียรมากกว่าโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกต์แบบธรรมดา ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าทีมวิจัยอาจจะพัฒนาต่อจนกลายเป็นโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกต์ที่สามารถทำงานได้เป็นเวลา 20 ปีหรือนานกว่านั้นอีกก็เป็นได้
นอกจากนี้หากนำไปใช้แทนโซลาร์เซลล์แบบปัจจุบันที่ใช้ในการใขับเคลื่อนยานอวกาศก็อาจจะทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายและลดน้ำหนักของแผงเซลล์ที่ต้องแบกไปมากเลยทีเดียว โดยปัจจุบัน ISS หรือสถานีอวกาศนานาชาติใช้พลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ 4 แผง ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ถึง 120 กิโลวัตต์ แต่มีน้ำหนักและค่าใช้จ่ายที่ต้องเสียไปมาก ดังนั้นโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกต์ที่ได้รับการเสริมความแข็งแรงจาก ‘เส้นผมของมนุษย์’ อาจเป็นหนึ่งในกุญแจสำคัญในการปลดล็อกเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์รุ่นใหม่ให้กับโลกใบนี้ได้เลยทีเดียว
ขอบคุณข้อมูลจาก