นักวิจัย ICFO เผยงานวิจัยแก้ปัญหาพลังงานสูญเสียในโซล่าเซลล์ ดันขีดจำกัดประสิทธิภาพทะยานสู่ 43 เปอร์เซ็นต์

นักวิจัยจากสถาบัน Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) ค้นพบแนวทางใหม่ในการออกแบบโซล่าเซลล์ ซึ่งสามารถแก้ปัญหาปัจจัยจำกัดด้านประสิทธิภาพที่เกี่ยวกับพลังงานสูญเสียจากการปล่อยแสง หรือที่เรียกว่า Boltzmann loss แตกต่างจากงานวิจัยทั่วไปในอดีตที่มุ่งเน้นการลดพลังงานแสงอาทิตย์ที่สูญเสียไปในรูปแบบของความร้อน วิธีการใหม่นี้เปิดโอกาสให้ขีดจำกัดทางทฤษฎีของแผงโซล่าเซลล์ขยับจาก 33.16 เปอร์เซ็นต์ หรือที่รู้จักกันในชื่อ Shockley-Queisser limit ไปสู่ระดับประมาณ 43 เปอร์เซ็นต์

ไขปัญหารuการปล่อยแสงด้วยการเปลี่ยนวัสดุและโครงสร้าง

โซล่าเซลล์ทั่วไปประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เช่น คริสตัลไลน์ซิลิคอน ที่จะปล่อยอิเล็กตรอนเมื่อทำปฏิกิริยากับแสงอาทิตย์เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า แต่พลังงานบางส่วนกลับสูญเสียไปเป็นความร้อนหรือถูกปล่อยออกมาเป็นแสง งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Energy & Environmental Science ระบุว่า ทีมนักวิจัย ICFO ได้พยายามแก้ปัญหาความไม่สอดคล้องระหว่างการดูดกลืนแสงอาทิตย์ที่แคบกับการปล่อยแสงที่กว้างกว่าของแผงโซล่าเซลล์

ทีมวิจัยเริ่มต้นใช้งานโซล่าเซลล์แบบอินทรีย์แทนซิลิคอน ทำการเปลี่ยนอิเล็กโทรดด้านหน้าชนิดอินเดียมดีบุกออกไซด์ด้วยเงินบาง และปรับเซลล์ให้กลายเป็นช่องแสงออปติคอล (optical cavity) ส่งผลให้เซลล์ยังคงรับแสงอาทิตย์ได้ตามปกติ แต่ปล่อยแสงในมุมกว้างน้อยลง ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์โซล่าเซลล์ได้ราว 0.85 เปอร์เซ็นต์

สินค้าแนะนำ

คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ไอที

เลือกดูคอมพิวเตอร์ โน้ตบุ๊ก และอุปกรณ์ไอทีที่เกี่ยวข้องบน Shopee

ดูสินค้าบน Shopee

ลิงก์นี้เป็นลิงก์ Affiliate เว็บไซต์อาจได้รับค่าคอมมิชชันจากการสั่งซื้อ โดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับผู้ซื้อ

ความคืบหน้าด้านประสิทธิภาพโซล่าเซลล์ในปี 2026

การค้นพบของ ICFO เกิดขึ้นท่ามกลางความตื่นตัวด้านเทคโนโลยีโซล่าเซลล์ในปี 2026 โดยก่อนหน้านี้ในเดือนกรกฎาคม บริษัท LONGi จากประเทศจีน ได้เปิดตัวเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ 35.5 เปอร์เซ็นต์ และระบุว่าเซลล์ PV ของทางบริษัทมีศักยภาพทางทฤษฎีในการบรรลุประสิทธิภาพที่ 43 เปอร์เซ็นต์เช่นเดียวกัน

สิ่งที่ผู้ใช้ควรรู้และผลกระทบต่อการใช้งาน

แม้ผลลัพธ์การเพิ่มขึ้น 0.85 เปอร์เซ็นต์ในห้องปฏิบัติการจะดูเป็นตัวเลขที่ไม่สูงมากนัก แต่ ดร. ฟรานซิสโก เบอร์นัล เท็กกา (Dr. Francisco Bernal Texca) ผู้เขียนหลักของการศึกษา ระบุว่าหากสามารถทำให้กรวยการปล่อยแสงแคบลงจนสอดคล้องกับกรวยการดูดกลืนแสงอาทิตย์ขาเข้าได้ ในหลักการแล้วเซลล์แสงอาทิตย์จะสามารถเข้าใกล้ประสิทธิภาพระดับ 43 เปอร์เซ็นต์ได้ นอกจากนี้ หลักการพื้นฐานดังกล่าวยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับเซลล์ไฟฟ้าโซล่าเซลล์ได้ทุกประเภท ไม่จำกัดเพียงแค่วัสดุล้ำสมัยในห้องปฏิบัติการเท่านั้น

ข้อจำกัดและสิ่งที่ต้องติดตามต่อ

ผู้ใช้งานทั่วไปยังไม่สามารถหาซื้อแผงโซล่าเซลล์ประสิทธิภาพสูงนี้ได้ในทันที เนื่องจากงานวิจัยชิ้นนี้ยังอยู่ในขั้นตอนการศึกษาและทดลองในห้องปฏิบัติการของ ICFO อย่างไรก็ตาม ด้วยกระแสความนิยมที่เพิ่มขึ้นของการใช้งานแผงโซล่าเซลล์แบบเสียบปลั๊กที่ระเบียงบ้านในสหรัฐอเมริกา การพัฒนาเทคโนโลยีพื้นฐานเหล่านี้จึงอาจส่งผลดีในระยะยาวต่อแผงโซล่าเซลล์สำหรับผู้บริโภค ซึ่งปัจจุบันโดยทั่วไปมีประสิทธิภาพการทำงานอยู่ที่ 20 ถึง 23 เปอร์เซ็นต์

แหล่งข้อมูล

เรียบเรียงจากข้อมูลของ Engadget: อ่านต้นฉบับ