นาโนเทค
นาโนเทควิจัยโซลาร์เซลล์จากแก้วมังกร พลังงานต้นทุนต่ำในพื้นที่การเกษตรห่างไกล
ศูนย์นาโนเทคพัฒนาตัวเคลือบแผงโซลาร์เซลล์จาก ผักผลไม้ ทดแทนสีเคลือบสังเคราะห์ราคาแพง พบแก้วมังกรประสิทธิภาพดูดซับแสงอาทิตย์ดีสุด อีกทั้งกระบวนการผลิตไม่ซับซ้อน ความหวังพลังงานทางเลือกต้นทุนต่ำในพื้นที่ห่างไกล หรือพื้นที่ที่มีของเหลือทางการเกษตร
นายอานนท์ จินดาดวง ผู้ช่วยนักวิจัยห้องปฏิบัติการอุปกรณ์นาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กล่าวว่า ทีมงานศึกษาหาสารไวแสงหรือสารเคลือบ จากธรรมชาติ สำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง เพื่อทดแทนสีสังเคราะห์ที่ราคาแพง และพบว่าสารละลายจากแก้วมังกรมีประสิทธิภาพสูง ในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า
'อิเล็กโทรดของโซลาร์เซลล์ชนิดสีย้อมไวแสงที่เป็นกระจกรับแสงนั้น ปกติจะย้อมด้วยสีสังเคราะห์จากสารรูทีเนียม ซึ่งมีราคาสูง ต้องผ่านกระบวนการที่ซับซ้อน ยุ่งยาก ทั้งยังก่อให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม อีกทั้งเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง ก็มีหลักการทำงานคล้ายคลึงกับการสังเคราะห์แสงของพืช นักวิจัยจึงสนใจหาตัวสีย้อมจากพืชผักในธรรมชาติ เพื่อทดแทนแทนสีสังเคราะห์' นายอานนท์ กล่าวในงานสัมมนา นาโนไทยแลนด์ ซิมโพเซียม 2008
ทีมวิจัยได้ศึกษาหาสารเคลือบในผัก ผลไม้และดอกไม้ที่มีสี ไม่ว่าจะเป็น มะละกอ แก้วมังกร ใบบัวบก กะหล่ำปลีม่วง มะเขือเทศ ดอกอัญชันและดาวเรือง มาสกัดเอาสีด้วยวิธีง่ายๆ โดยใช้ตัวทำละลาย จากนั้นแยกเนื้อออกไป ก็จะได้สารละลายจากพืชเหล่านั้นมาทำสีย้อมสำหรับโซลาร์เซลล์ จากการ ทดสอบประสิทธิภาพด้วยเครื่องวัดกระแสและศักย์ พบว่าสารละลายจากแก้วมังกรให้ประสิทธิภาพดีที่สุดที่ 1% ในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า
สำหรับประสิทธิภาพเพียง 1% อาจจะดูด้อยลงเมื่อเทียบกับผลวิจัยอื่นของศูนย์นาโนเทค ที่พัฒนาโซลาร์เซลล์ชนิดสีย้อมไวแสงจากสารรูทีเนียมได้ประสิทธิภาพ 10-11% ใกล้เคียงกับโซลาร์เซลล์ราคาแพงที่ทำจากซิลิกอน แต่ตัวเคลือบจากแก้วมังกรมีจุดเด่นที่ต้นทุนต่ำ กระบวนการทำไม่ซับซ้อน จึงเหมาะกับพื้นที่ห่างไกลหรือพื้นที่ที่มีของเหลือทางการเกษตร
ก่อนหน้านี้ศูนย์นาโนเท คและศูนย์โซลาร์เทค สวทช. ได้ร่วมกันพัฒนาเซลล์ย้อมสีไวแสง ที่มีประสิทธิภาพเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ 10.4% ในระดับห้องปฏิบัติการ ซึ่งนับว่ามีประสิทธิภาพสูงเทียบเท่าห้องปฏิบัติการเซลล์แสงอาทิตย์ย้อมสีไว แสงชั้นนำของโลก (ขณะที่เซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไปที่ใช้ทั่วไปมีประสิทธิภาพราว 5%) โดยมีเป้าหมายที่พัฒนาต่อไปให้ได้ถึง 12% ภายใน 4 ปีข้างหน้า และสามารถผลิตใช้งานได้จริงในระดับอุตสาหกรรม
นอกจากงานวิจัยตัวเคลือบจากสารธรรมชาติของศูนย์นาโนเทคแล้ว ก็มีผลงานวิจัยจากมหาวิทยาลัยขอนแก่น ที่วิจัยแบ่งสีธรรมชาติเป็น 2 กลุ่ม คือ กลุ่มสีรวมของพริก (สีแดง) แครอท (สีส้ม) มังคุด (สีม่วง) และสะเดา (สีเขียว) กลุ่มสีเขียวล้วนจากสาหร่ายสไปรูลิน่า ฟ้าทลายโจร ดอกปีบและดอกอัญชัน แต่ผลที่ได้จากทั้ง 2 กลุ่มสีธรรมชาติพบว่า การนำมาย้อมเพื่อทำเป็นโซลาร์เซลล์ สามารถแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ต่ำกว่า 0.1%
ศูนย์นาโนเทคพัฒนาตัวเคลือบแผงโซลาร์เซลล์จาก ผักผลไม้ ทดแทนสีเคลือบสังเคราะห์ราคาแพง พบแก้วมังกรประสิทธิภาพดูดซับแสงอาทิตย์ดีสุด อีกทั้งกระบวนการผลิตไม่ซับซ้อน ความหวังพลังงานทางเลือกต้นทุนต่ำในพื้นที่ห่างไกล หรือพื้นที่ที่มีของเหลือทางการเกษตร
นายอานนท์ จินดาดวง ผู้ช่วยนักวิจัยห้องปฏิบัติการอุปกรณ์นาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กล่าวว่า ทีมงานศึกษาหาสารไวแสงหรือสารเคลือบ จากธรรมชาติ สำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง เพื่อทดแทนสีสังเคราะห์ที่ราคาแพง และพบว่าสารละลายจากแก้วมังกรมีประสิทธิภาพสูง ในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า
'อิเล็กโทรดของโซลาร์เซลล์ชนิดสีย้อมไวแสงที่เป็นกระจกรับแสงนั้น ปกติจะย้อมด้วยสีสังเคราะห์จากสารรูทีเนียม ซึ่งมีราคาสูง ต้องผ่านกระบวนการที่ซับซ้อน ยุ่งยาก ทั้งยังก่อให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม อีกทั้งเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง ก็มีหลักการทำงานคล้ายคลึงกับการสังเคราะห์แสงของพืช นักวิจัยจึงสนใจหาตัวสีย้อมจากพืชผักในธรรมชาติ เพื่อทดแทนแทนสีสังเคราะห์' นายอานนท์ กล่าวในงานสัมมนา นาโนไทยแลนด์ ซิมโพเซียม 2008
ทีมวิจัยได้ศึกษาหาสารเคลือบในผัก ผลไม้และดอกไม้ที่มีสี ไม่ว่าจะเป็น มะละกอ แก้วมังกร ใบบัวบก กะหล่ำปลีม่วง มะเขือเทศ ดอกอัญชันและดาวเรือง มาสกัดเอาสีด้วยวิธีง่ายๆ โดยใช้ตัวทำละลาย จากนั้นแยกเนื้อออกไป ก็จะได้สารละลายจากพืชเหล่านั้นมาทำสีย้อมสำหรับโซลาร์เซลล์ จากการ ทดสอบประสิทธิภาพด้วยเครื่องวัดกระแสและศักย์ พบว่าสารละลายจากแก้วมังกรให้ประสิทธิภาพดีที่สุดที่ 1% ในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า
สำหรับประสิทธิภาพเพียง 1% อาจจะดูด้อยลงเมื่อเทียบกับผลวิจัยอื่นของศูนย์นาโนเทค ที่พัฒนาโซลาร์เซลล์ชนิดสีย้อมไวแสงจากสารรูทีเนียมได้ประสิทธิภาพ 10-11% ใกล้เคียงกับโซลาร์เซลล์ราคาแพงที่ทำจากซิลิกอน แต่ตัวเคลือบจากแก้วมังกรมีจุดเด่นที่ต้นทุนต่ำ กระบวนการทำไม่ซับซ้อน จึงเหมาะกับพื้นที่ห่างไกลหรือพื้นที่ที่มีของเหลือทางการเกษตร
ก่อนหน้านี้ศูนย์นาโนเท คและศูนย์โซลาร์เทค สวทช. ได้ร่วมกันพัฒนาเซลล์ย้อมสีไวแสง ที่มีประสิทธิภาพเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ 10.4% ในระดับห้องปฏิบัติการ ซึ่งนับว่ามีประสิทธิภาพสูงเทียบเท่าห้องปฏิบัติการเซลล์แสงอาทิตย์ย้อมสีไว แสงชั้นนำของโลก (ขณะที่เซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไปที่ใช้ทั่วไปมีประสิทธิภาพราว 5%) โดยมีเป้าหมายที่พัฒนาต่อไปให้ได้ถึง 12% ภายใน 4 ปีข้างหน้า และสามารถผลิตใช้งานได้จริงในระดับอุตสาหกรรม
นอกจากงานวิจัยตัวเคลือบจากสารธรรมชาติของศูนย์นาโนเทคแล้ว ก็มีผลงานวิจัยจากมหาวิทยาลัยขอนแก่น ที่วิจัยแบ่งสีธรรมชาติเป็น 2 กลุ่ม คือ กลุ่มสีรวมของพริก (สีแดง) แครอท (สีส้ม) มังคุด (สีม่วง) และสะเดา (สีเขียว) กลุ่มสีเขียวล้วนจากสาหร่ายสไปรูลิน่า ฟ้าทลายโจร ดอกปีบและดอกอัญชัน แต่ผลที่ได้จากทั้ง 2 กลุ่มสีธรรมชาติพบว่า การนำมาย้อมเพื่อทำเป็นโซลาร์เซลล์ สามารถแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ต่ำกว่า 0.1%
