อุตสาหกรรม

การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ที่พิมพ์ได้: การปฏิวัติพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่

การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ที่พิมพ์ได้: การปฏิวัติพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

[ที่มาของภาพ: มหาวิทยาลัยเมลเบิร์น]

เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความยืดหยุ่นบางที่สามารถพิมพ์ได้อาจช่วยให้โลกสามารถลดต้นทุนพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากขึ้นและมีประโยชน์อื่น ๆ อีกมากมายเช่นการขนส่งได้ง่ายกว่าแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ใน สถานที่ห่างไกล ประสิทธิภาพของวัสดุที่ยืดหยุ่นมากขึ้นเหล่านี้กำลังดีขึ้นเช่นกันโดยเพิ่มจากประสิทธิภาพประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์เป็นประสิทธิภาพ 20 เปอร์เซ็นต์ในช่วงเวลาเพียงไม่กี่ปี

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่พิมพ์ออกมาปรากฏตัวครั้งแรกในปี 1903 โดยใช้สิทธิบัตร "สายพิมพ์" ของ Albert Hanson แต่เป็นเทคโนโลยีวิทยุที่เข้ามาครอบงำอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์การพิมพ์ในเวลาต่อมาจนกระทั่งเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทได้รับการพัฒนาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์นิยมการพิมพ์อิงค์เจ็ทมากขึ้นเนื่องจากต้นทุนต่ำและมีความยืดหยุ่นและหนึ่งในผลิตภัณฑ์หลักของกระบวนการนี้คือเซลล์แสงอาทิตย์ที่พิมพ์ได้ซึ่งปรากฏครั้งแรกในปี 2551 ซึ่งผลิตโดย Konarka ตามมาในปี 2554 โดยมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอเรกอนซึ่งใช้กระบวนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) และโดยสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ซึ่งสร้างเซลล์แสงอาทิตย์บนกระดาษ โดยทั่วไปแล้วการใช้การพิมพ์อิงค์เจ็ทสำหรับการพิมพ์เซลล์แสงอาทิตย์ยังคงเป็นกระบวนการใหม่และกำลังพัฒนาอยู่มากดังนั้นจึงยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยอย่างมาก

ในออสเตรเลียองค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมแห่งเครือจักรภพ (CSIRO) กำลังพัฒนาวัสดุและกระบวนการใหม่ ๆ เพื่อผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ที่บางและยืดหยุ่นโดยใช้ "หมึกพิมพ์แสงอาทิตย์" ที่พิมพ์ได้ หมึกจะถูกฝากไว้บนฟิล์มพลาสติกที่มีความยืดหยุ่นโดยใช้กระบวนการต่างๆเช่นการเคลือบสเปรย์กราเวียร์ย้อนกลับการเคลือบสล็อตดายและการพิมพ์สกรีน กระบวนการอื่น ๆ ที่พัฒนาโดย CSIRO รวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ (OPV) และเซลล์แสงอาทิตย์ที่ไวต่อสีย้อม (DSSC) ยังให้ความยืดหยุ่นและความสามารถในการจ่ายได้มากขึ้นทำให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถรวมเข้ากับหน้าต่างเฟอร์นิเจอร์หน้าต่างหลังคาและบรรจุภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคได้ นอกเหนือจากการทำให้พลังงานแสงอาทิตย์มีราคาถูกลงแล้ววัสดุพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีต้นทุนต่ำและน้ำหนักเบาเหล่านี้ยังสามารถรองรับความต้องการพลังงานของชุมชนในพื้นที่ห่างไกลและในประเทศกำลังพัฒนาได้อีกด้วย

การวิจัยและพัฒนาวัสดุประเภทนี้ดำเนินการโดย Victorian Organic Solar Cell (VICOSC) Consortium ซึ่งเป็นความร่วมมือด้านการวิจัยระหว่าง CSIRO, Monash University, University of Melbourne, BlueScope Steel, Innovia Films, Innovia Security และ Robert Bosch SEA งานนี้ได้รับการสนับสนุนโดยการระดมทุนจากรัฐบาลรัฐวิคตอเรียและรัฐบาลออสเตรเลียผ่านสำนักงานพลังงานหมุนเวียนแห่งออสเตรเลีย (ARENA) ในอนาคตการดำเนินการเหล่านี้จะช่วยให้สามารถรวมวัสดุอินทรีย์และเซลล์แสงอาทิตย์ใหม่เข้ากับอุปกรณ์ขนาดเล็กที่มีประสิทธิภาพในการแปลงประมาณ 9 เปอร์เซ็นต์

ปัจจุบันโครงการ CSIRO เหล่านี้ได้รับการพัฒนาเพื่อใช้งานในระดับนำร่องเท่านั้นโดยเกี่ยวข้องกับสายการพิมพ์แบบม้วนต่อม้วนที่ประดิษฐ์แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีขนาดตั้งแต่ 10 ซม. ถึง 10 ซม. จนถึงขนาด A3 ได้สำเร็จ

บริษัท อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ที่พิมพ์ได้ในปัจจุบัน ได้แก่ Eight19 และ Kyung-In Synthetic

“ ฉันได้เห็นโดยตรงว่าเทคโนโลยีนี้ช่วยให้ชุมชนยากจนในเมืองในอินเดียสามารถเข้าถึงไฟฟ้านอกระบบได้อย่างไร” Scott Watkins จาก บริษัท Kyung-In Synthetic ของเกาหลีซึ่งเป็น บริษัท ที่เชี่ยวชาญในการผลิตและพัฒนาสีย้อมหมึกพิมพ์ สารเคมีและวัสดุอื่น ๆ “ ความสำเร็จเกิดจากความคุ้มทุนและความเรียบง่าย ฟิล์มโซล่าเซลล์ขนาด 10 × 10 ซม. เพียงพอที่จะสร้างได้มากถึง 10-50 วัตต์ต่อตารางเมตร”

อย่างไรก็ตามมีความท้าทายหลายประการที่ต้องเอาชนะก่อนที่การปฏิวัติเซลล์แสงอาทิตย์ที่พิมพ์ได้จะก้าวไปไกลกว่านี้ เครื่องพิมพ์อุตสาหกรรมที่จำเป็นในการผลิตเซลล์เหล่านี้มีราคาแพงและต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมาก นอกจากนี้แผงพิมพ์อาจเสี่ยงต่อความชื้นและหากแตกอาจทำให้เกิดการปนเปื้อนของสารตะกั่ว ด้วยเหตุนี้ Kyung-In Synthetic และ บริษัท อื่น ๆ จึงทำการทดสอบการเคลือบใหม่สำหรับเซลล์เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ในขณะที่เงินทุนเริ่มต้นอาจเกิดจากโครงการชุมชนและสหกรณ์


ดูวิดีโอ: กาซเรอนกระจกอนตราย ถกใชสรางแผงเซลลแสงอาทตย (สิงหาคม 2022).