เซลล์สุริยะโลหะทรานซิชันไดคัลโคเจไนด์ที่มีประสิทธิภาพ 5.1%
นักวิทยาศาสตร์ของสแตนฟอร์ดได้ประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดทรานซิชันเมทัลไดคัลโคเจไนด์ (TMD) ซึ่งอ้างว่าสามารถเอาชนะปัญหาทั่วไปของอุปกรณ์ PV ประเภทนี้ได้ ซึ่งเรียกว่าการตรึงระดับ Fermi พวกเขาใช้หน้าสัมผัสกราฟีนเพื่อลดปรากฏการณ์นี้ และได้รับพลังบันทึกต่อน้ำหนัก 4.4 W/g
โลหะทรานซิชันไดคัลโคเจไนด์ (TMDs) เป็นวัสดุสองมิติที่มีคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์ที่โดดเด่นและมีค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงสูง ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์แบบกึ่งโปร่งแสงและแบบยืดหยุ่น ที่มีศักยภาพในการใช้งานในอวกาศ สถาปัตยกรรม ยานยนต์ไฟฟ้า และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ โดยที่น้ำหนักเบา อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักสูงและความยืดหยุ่นเป็นที่ต้องการอย่างมาก
ด้วยเหตุนี้ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดจึงได้สร้างโซลาร์เซลล์ TMD ซึ่งอ้างว่าบรรลุอัตราส่วนพลังงานต่อน้ำหนักที่เท่าเทียมกับเทคโนโลยีฟิล์มบางที่เป็นที่ยอมรับ เช่น แคดเมียม เทลลูไรด์ (CdTe); ทองแดง อินเดียม แกลเลียม และซีลีเนียม (CIGS); ซิลิคอนอสัณฐาน (a-Si); และเซลล์สุริยะ III-V
Koosha Nassiri Nazif ผู้เขียนงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกล่าวกับนิตยสาร pv ว่า "ด้วยการนำสถาปัตยกรรมอุปกรณ์ใหม่และวิธีการผสานรวมมาใช้ เราได้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานที่สูงขึ้นกว่า 10 เท่าและพลังงานต่อน้ำหนักที่สูงขึ้นกว่า 100 เท่าต่อน้ำหนักตัวมากกว่า 100 เท่า เมื่อเทียบกับการสาธิตครั้งก่อน
เซลล์ถูกสร้างขึ้นด้วยซับสเตรตโพลีอิไมด์ (PI) บางเฉียบ น้ำหนักเบา และยืดหยุ่นได้ โดยมีความหนา 5μm หน้าสัมผัสกราฟีนเก็บรูโปร่งใสที่เจือด้วยโมลิบดีนัมไดออกไซด์ (MoO2) และตัวดูดซับทังสเตน diselenide (WSe2) หลายชั้นที่วัดได้ประมาณ 200 นาโนเมตร นอกจากนี้ กลุ่มประเทศสหรัฐอเมริกายังใช้สารเคลือบทู่และสารเคลือบป้องกันแสงสะท้อน และหน้าสัมผัสด้านล่างทองเก็บอิเล็กตรอนที่สะท้อนแสงด้วยแสง (Au)
การใช้กราฟีนคอนแทคเลนส์เป็นแกนหลักของเทคโนโลยีเซลล์ เนื่องจากช่วยลดการตรึงระดับ Fermi ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในเซลล์แสงอาทิตย์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์ TMD เมื่อมีการสร้างแผงกั้นพลังงานสำหรับอิเล็กตรอนและรูโดยการดัดแถบ ที่ส่วนต่อประสานเซมิคอนดักเตอร์ ระดับ Fermi กำหนดการแปลงพลังงานรังสีเป็นพลังงานเคมีอย่างมีประสิทธิภาพ และการตรึงระดับ Fermi มีหน้าที่จำกัดประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของเซลล์แสงอาทิตย์ TMD ที่ดีที่สุดเหลือประมาณ 2%
ทดสอบภายใต้สภาวะการแผ่รังสีแสงอาทิตย์มาตรฐาน อุปกรณ์แสดงประสิทธิภาพ 5.1% และกำลังต่อน้ำหนักคืนที่ 4.4 W/g ซึ่งนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าเปรียบเทียบกับประสิทธิภาพ 0.7% และกำลังต่อน้ำหนัก 0.04 W/g ดีที่สุด อุปกรณ์ที่มีโครงสร้างที่ยืดหยุ่นซึ่งสร้างขึ้นจากการวิจัยครั้งก่อน โดยการลดความหนาของซับสเตรต PI ลงเหลือ 1 ไมโครเมตร พวกเขายังสามารถเพิ่มพลังของเซลล์ต่อน้ำหนักเป็น 8.6 วัตต์/กรัม "จากแบบจำลองสมดุลรายละเอียดที่สมจริงซึ่งพัฒนาขึ้นสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ TMD โดยหลักการแล้ว TMD แบบหลายชั้นที่มีจุดเชื่อมต่อทางเดียวสามารถบรรลุประสิทธิภาพการแปลงพลังงานได้ประมาณ 27% โดยหลักการแล้วด้วยการออกแบบทางแสงและอิเล็กทรอนิกส์ที่ได้รับการปรับปรุง" พวกเขาอธิบายเพิ่มเติม
นักวิจัยกล่าวว่าเซลล์เหล่านี้มีศักยภาพที่จะเหนือกว่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบออร์แกนิกและเพอร์รอฟสไกต์โดยปราศจากความท้าทายด้านความเสถียรที่เทคโนโลยีเซลล์ทั้งสองนี้มีอยู่
“ความพยายามในการวิจัยเพื่อขยายการเติบโตของ TMD ไปสู่พื้นที่ขนาดใหญ่ในไม่ช้าจะทำให้สามารถผลิตเซลล์สุริยะ TMD ได้ในราคาประหยัด คล้ายกับเซลล์สุริยะ chalcogenide อื่น ๆ เช่น CdTe และ CIGS” Nassiri Nazif กล่าวกับนิตยสาร pv “วิธีการสำหรับการผลิต TMD ที่ปรับขนาดได้และพื้นที่ขนาดใหญ่มีอยู่แล้ว อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการสาธิตใดๆ เกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์ TMD ในพื้นที่ขนาดใหญ่ (>1cm2) ที่รายงานในเอกสารนี้”
เมื่อมองไปข้างหน้า กลุ่มสแตนฟอร์ดกล่าวว่าต้องการสาธิตเซลล์แสงอาทิตย์ TMD ในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ทำขึ้นในรูปแบบที่ปรับขนาดได้ ผลการวิจัยจะได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications เร็วๆ นี้
Source PV Magazine
121 รับชม
    • กำลังนิยมในบล็อกดิต
      เพื่อนเปิดร้านกาแฟ+กัญชาอยู่แถวบางลำพู เล่าให้ฟังว่า ในแต่ละวันมีลูกค้าแบบไหนบ้าง ที่ walk-in มาถามหากัญชา กลุ่มแรก ชาวต่างชาติ กลุ่มนี้จะตรงเข้ามาถามซื้ออย่างชำนาญ ไม่ต้องแนะนำอะไรเลย ส่วนใหญ่หน้าตาดี แต่งตัวดี สูบเสร็จก็เดินออกไปเลย ไม่ค่อยนั่งแฮงก์เอาต์ที่ร้าน
      3 โจทย์พิชิตชีวิตเพื่อความสงบสุขใจ สำหรับคนวัยเกษียณ สำหรับผู้ที่เริ่มเข้าวัยเกษียณหรืออยู่ในวัยเกษียณแล้ว ผ่านอะไรมามากจนถึงบั้นปลายชีวิต สิ่งที่สำคัญที่สุดคงหนีไม่พ้นเรื่องของ “ความสงบสุขทางใจ”
      ญี่ปุ่นเป็นชาติแรกในรอบ 44 ปี ที่เอาชนะเยอรมัน และ สเปน ได้ในฟุตบอลโลกทัวร์นาเมนต์เดียวกัน ใครจะไปเชื่อว่ามันจะเกิดขึ้นได้จริง ทำไมพวกเขาทำได้ วิเคราะห์บอลจริงจัง จะอธิบายแท็กติกให้เข้าใจง่าย เยอรมัน และ สเปน แพ้ด้วยสกอร์ 2-1 เท่ากัน ที่สนามเดียวกัน และโดนแผนการเล่นแบบเดียวกัน แน่นอน ย่อมเป็นไปไม่ได้เลย ที่คุณจะไม่ให้เครดิตเฮดโค้ชของญี่ปุ่นที่ชื่อ ฮาจิเมะ โมริยาสุ
      PANTONE ประกาศสีประจำปี 2023 แล้ว สีของปีหน้าคือ “Viva Magenta” PANTONE อธิบายคุณลักษณะของสี Viva Magenta ว่าเป็นเฉดสีที่แสดงออกถึงความมีชีวิตชีวา เพราะมาจากรากของแม่สี คือสีแดง ซึ่งเป็นโทนสีที่แสดงออกถึงความแข็งแกร่ง กล้าหาญ และไม่เกรงกลัว โทนสีของ Viva Magenta นี้ยังสื่อถึงบรรยากาศที่เร้าใจ มีชีวิตชีวา เหมาะกับการนำไปใช้งานเพื่อการเฉลิมฉลองที่สนุกสนาน
      ดูทั้งหมด