ข่าว บริษัท เกี่ยวกับ ออสเตรเลียพัฒนาวัสดุใหม่เพื่อให้โซลาร์เซลล์ดีและถูกกว่า

ออสเตรเลียพัฒนาวัสดุใหม่เพื่อให้โซลาร์เซลล์ดีและถูกกว่า

เทคโนโลยี PERC ที่บุกเบิกโดยทีมพลังงานแสงอาทิตย์ที่นำโดย Martin Green แห่งมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์ (UNSW Sydney) ได้รับการยอมรับจากอุตสาหกรรมการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ของโลก

เซลล์แสงอาทิตย์ใหม่กว่า 80% ของโลกใช้พลังงานจากเทคโนโลยี PERC ที่พัฒนาโดยออสเตรเลีย

ค่าใช้จ่ายในการแปลงแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าลดลงกว่า 90% ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาปัจจุบันพลังงานแสงอาทิตย์เป็นวิธีที่ถูกที่สุดในการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานใหม่
ในปัจจุบัน พลังงานแสงอาทิตย์ช่วยให้เราลดการปล่อยมลพิษได้อย่างมากด้วยต้นทุนที่แข่งขันได้ แต่เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์ให้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่า 5% ของโลก จึงยังมีงานอีกมากที่ต้องทำในเรื่องนี้
ออสเตรเลียมีแนวโน้มที่จะมีบทบาทสำคัญในความก้าวหน้าระดับโลกออสเตรเลียอยู่ในระดับแนวหน้าของการพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์มานานหลายทศวรรษออสเตรเลียได้จัดทำสถิติประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนเป็นเวลา 30 ปีจาก 40 ปีที่ผ่านมาปัจจุบัน ออสเตรเลียมีการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ต่อหัวมากกว่าประเทศ OECD อื่น ๆ ซึ่งครอบคลุมเกือบ 15% ของความต้องการไฟฟ้าของพวกเขาแผงโซลาร์ใหม่ของโลกมากกว่า 80% เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้เทคโนโลยี PERC ซึ่งได้รับการพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จในออสเตรเลีย

พลังงานแสงอาทิตย์จะทำอะไรต่อไป?นักวิจัยหลายร้อยคนทั่วออสเตรเลียมุ่งเน้นไปที่สองเป้าหมาย: การลดต้นทุนเพิ่มเติมและการควบคุมแสงแดดที่ส่องเข้ามาเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าให้ได้มากที่สุด กล่าวคือ การเพิ่มประสิทธิภาพแผงเซลล์แสงอาทิตย์

ทำไมพลังงานแสงอาทิตย์ต้องปรับปรุง?

พลังงานแสงอาทิตย์มีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรม การขนส่ง และวิถีชีวิตของเรา - หากเรานำเทคโนโลยีไปสู่จุดสูงสุด

ไฟฟ้าราคาถูกพิเศษเปิดโอกาสมหาศาล ตั้งแต่การแปลงน้ำเป็นไฮโดรเจนสีเขียวเพื่อกักเก็บพลังงานหรือใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรม ไปจนถึงการขนส่งพลังงาน ระบบพลังงาน และทุกอย่างอื่นที่เราใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล

เมื่อปีที่แล้ว สำนักงานพลังงานทดแทนของออสเตรเลียได้วางวิสัยทัศน์สำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีต้นทุนต่ำมากเป้าหมายมีความทะเยอทะยาน แต่ทำได้
หน่วยงานหวังที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์สุริยะเชิงพาณิชย์จากปัจจุบัน 22% เป็น 30% ภายในปี 2573 โดยต้องการให้ต้นทุนเต็มระบบจำนวนมาก (แผง อินเวอร์เตอร์ และการส่งสัญญาณ) ลดลง 50 เปอร์เซ็นต์เป็น 0.30 ดอลลาร์ต่อวัตต์

สิ่งนี้ต้องการการวิจัยเชิงลึกนักวิจัยชาวออสเตรเลียมากกว่า 250 คนกำลังทำงานเพื่อบรรลุเป้าหมายเหล่านี้ที่ Australian Centre for Advanced Photovoltaics ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัย 6 แห่งและ CSIRO
ในการค้นหาวัสดุใหม่นอกเหนือจากเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนเปลี่ยนแสงแดดเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยไม่ต้องมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเมื่อแสงแดดกระทบกับวัสดุซิลิกอนที่ใช้กันทั่วไปในเซลล์แสงอาทิตย์ พลังงานของแสงอาทิตย์จะปล่อยอิเล็กตรอนที่ช่วยให้เคลื่อนที่ผ่านวัสดุได้ เช่นเดียวกับที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านลวดหรือแบตเตอรี่

แผงโซลาร์บนหลังคาของคุณอาจเริ่มต้นจากทรายทะเลทราย หลอมเป็นซิลิกา กลั่นเป็นซิลิกอน แล้วกลั่นเป็นโพลีซิลิคอนบริสุทธิ์ 99.999%วัสดุอเนกประสงค์นี้เป็นหัวใจสำคัญของความสำเร็จด้านแสงอาทิตย์มานานหลายทศวรรษที่สำคัญ สามารถปรับขนาดได้ตั้งแต่ขนาดหัวเข็มไปจนถึงอาร์เรย์ที่ครอบคลุมตารางกิโลเมตร

แต่หากต้องการให้แสงแดดส่องกระทบแผงเหล่านี้ให้มากที่สุด เราต้องการมากกว่าซิลิคอนเราไม่สามารถบรรลุประสิทธิภาพ 30% ด้วยซิลิคอนเพียงอย่างเดียว

ลองดูที่เซลล์ตีคู่ - แซนวิชแสงอาทิตย์เนื่องจากซิลิกอนสามารถดูดซับแสงที่มองเห็นได้เพียง 34 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น นักวิจัยจึงมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มชั้นของวัสดุอื่นๆ เพื่อจับภาพความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสง

Perovskites เป็นตัวเลือกวัสดุสามารถพิมพ์หรือเคลือบจากแหล่งของเหลว ทำให้มีราคาไม่แพงในการดำเนินการเมื่อเราซ้อนวัสดุนี้บนซิลิกอน เราจะเห็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในด้านประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์

แม้ว่าแนวโน้มมีแนวโน้มจะสดใส แต่ก็ยังมีปัญหาบางอย่างที่ต้องแก้ไข โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทำอย่างไรจึงจะมั่นใจได้ว่า perovskites จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 20 ปีตามที่เราคาดหวังจากแผ่นพื้นซิลิกอน

นักวิจัยยังมองหาวัสดุอื่นๆ เช่น โพลีเมอร์และชาลโคเจไนด์ ซึ่งเป็นกลุ่มของแร่ธาตุทั่วไปที่มีซัลไฟด์ที่แสดงสัญญาในเซลล์แสงอาทิตย์ที่บางและยืดหยุ่นได้

วัสดุใหม่ใดๆ จะต้องไม่เพียงแต่สามารถแปลงแสงแดดเป็นอิเล็กตรอนได้ดีเท่านั้น แต่ยังต้องมีอยู่มากมายในเปลือกโลกด้วย ราคาไม่แพง และเสถียรพอที่จะทำให้มีอายุยืนยาวตัวอย่างเช่น ชาลโคเจไนด์ประกอบด้วยองค์ประกอบทั่วไป เช่น ทองแดง ดีบุก สังกะสี และกำมะถัน

หากสามารถบรรลุประสิทธิภาพ 30% ก็จะก่อให้เกิดประโยชน์มหาศาลต้นทุนการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่จะถูกเฉือนด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น แผงน้อยลงและที่ดินน้อยลงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการส่งออกพลังงานเดียวกัน