เทคโนโลยีแสงอาทิตย์โปร่งใส พัฒนาไฟฟ้าไฟฟ้าอินเทกรีต

ลองจินตนาการถึงเมืองในอนาคต ไม่ใช่อีกต่อไปเป็นป่าหนาวของเหล็กและคอนกรีต แต่เป็นแหล่งพลังงานที่สะอาดการแปลงมันเป็นไฟฟ้านี่ไม่ใช่นิยายวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีพลังแสงอาทิตย์โปร่งใส ทําให้วิสัยทัศน์นี้เป็นจริง แต่ว่านวัตกรรมที่แปรปรวนนี้คืออะไร และมันต้องเผชิญกับปัญหาอะไร

เทคโนโลยีพลังแสงอาทิตย์โปร่งใส หรือที่รู้จักกันในชื่อกระจกพลังแสงอาทิตย์หรือไฟฟ้าโฟตโวแลคที่มองไม่เห็น ประกอบด้วยเซลล์พลังแสงอาทิตย์ที่ทําจากวัสดุโปร่งใสหรือครึ่งโปร่งใสเซลล์เหล่านี้ทําให้แสงที่มองเห็นผ่านไป ขณะที่ดูดซึมแสงอัลตราไวโอเล็ตและอินฟราเรด เพื่อผลิตไฟฟ้าคุณสมบัติอันโดดเด่นนี้ทําให้สามารถบูรณาการในอาคาร รถยนต์ และพื้นผิวประจําวันโดยไม่เสียสละความสวยงามหรือความเป็นไปได้

การเดินทางในการวิจัยเริ่มในปี 2014 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยรัฐมิชิแกน (MSU) ได้พัฒนาตัวประกอบแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงแสงการค้นพบนี้ใช้เกลืออินทรีย์ เพื่อดูดซึมแสงที่มองไม่เห็น โดยยังคงมีความโปร่งใสสูงตั้งแต่นั้น นักวิจัยทั่วสหรัฐอเมริกาและยุโรปได้ปรับปรุงเทคโนโลยี TLSC อย่างต่อเนื่อง ปรับปรุงทั้งการส่งแสงและประสิทธิภาพในการแปลงพลังงาน

เทคโนโลยีแสงอาทิตย์โปร่งใสปัจจุบันแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก

• เซลล์แสงอาทิตย์โปร่งใสเต็ม:เครื่องนี้มีการกระจายแสงสูง แต่มีประสิทธิภาพต่ํากว่า (ประมาณ 1%) ทําให้มันเหมาะสําหรับการใช้งานที่ต้องการความโปร่งใสสูงสุด เช่นหน้าต่างและจอแสดงภาพ
• โซลาร์เซลล์ครึ่งโปร่ง:เหล่านี้สมดุลการส่งแสงกับการแปลงพลังงานที่ดีกว่า (ประสิทธิภาพ 3-5%) เหมาะสําหรับองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรม เช่น หน้าผนังอาคาร, ไฟฟ้าและเรือนกระจก

ขณะที่ใช้หลักการไฟฟ้าโฟตโวลเตอิกเดียวกับแผ่นแสงอาทิตย์แบบปกติ เซลล์โปร่งใสใช้วัสดุพิเศษและโครงสร้างหลายชั้น เพื่อเก็บแสงที่มองไม่เห็นได้เซลล์ประจําตัวประกอบด้วยหลายชั้นที่มีหน้าที่ ผิวเคลือบที่นําแสงโปร่ง, วัสดุครึ่งประสาท และผนังป้องกันที่ทํางานร่วมกันเพื่อผลิตไฟฟ้าโดยยังคงความทนทาน

เทคโนโลยีนี้มีประโยชน์หลายอย่าง

• ประสิทธิภาพพื้นที่:การบูรณาการในพื้นที่ที่มีอยู่กําจัดความต้องการของพื้นที่เพิ่มเติม
• ความสวยงามรักษาหรือเสริมความสมบูรณ์แบบของการออกแบบสถาปัตยกรรม
• ความหลากหลาย:ใช้ได้ทั่วอาคาร การขนส่ง อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค และพื้นฐาน
• ความยั่งยืนใช้พลังงานที่สามารถปรับปรุงได้ โดยปรับลดปริมาณก๊าซคาร์บอน

การแปลงหน้าต่าง หน้าผนัง และกระเบื้องหน้าฟ้า ให้กลายเป็นพื้นที่ที่ผลิตพลังงาน เพื่อลดการใช้พลังงาน

โรงเรือนกระจกและฟาร์มสามารถบํารุงความสว่างของพืชได้ ขณะที่ผลิตไฟฟ้าเสริม

กระจกและหลังคารถยนต์สามารถขยายระยะทางของรถไฟฟ้าโดยให้พลังงานเสริม

หน้าจอของสมาร์ทโฟน และอุปกรณ์ที่ใส่ได้ อาจมีเซลล์โปร่ง เพื่อขยายอายุของแบตเตอรี่

รถบัส, ทางเดิน, และโครงสร้างปาร์ค อาจกลายเป็นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานด้วยตัวเอง

ถึงแม้จะมีความหวัง แต่เทคโนโลยีนี้ยังต้องเผชิญปัญหาหลายอย่าง

• ประสิทธิภาพต่ํากว่าแพเนลแสงอาทิตย์แบบดั้งเดิม
• ค่าผลิตที่สูงขึ้น
• ความกังวลเกี่ยวกับความทนทานต่อสภาพอากาศและความเครียดทางกล

การพัฒนาในอนาคตจะเน้น:

• การเพิ่มประสิทธิภาพผ่านวัสดุที่ทันสมัย เช่น เพโรฟสกิต
• การลดต้นทุนผ่านการผลิตขนาดใหญ่และการปรับปรุงเทคโนโลยี
• การปรับปรุงความทนทานด้วยการเคลือบป้องกันที่ดีกว่าและการปิด

ด้วยพื้นผิวแก้วที่ประมาณ 5-7 พันล้านเมตรสแควร์ ในสหรัฐอเมริกาเท่านั้น ความเป็นไปได้ในการบูรณาการพลังแสงอาทิตย์ที่โปร่งใสเป็นอย่างมากค่าใช้จ่ายคาดว่าจะลดลงอย่างสําคัญ, ทําให้เทคโนโลยีสามารถเข้าถึงได้มากขึ้นเพื่อการนํามาใช้ทั่วไป

ขณะที่แผ่นพลังแสงอาทิตย์แบบดั้งเดิม ยังคงเหนือกว่า ในการผลิตพลังงานสูงสุดเทคโนโลยีพลังแสงอาทิตย์โปร่งใสเปิดโอกาสใหม่ ที่แผ่นไฟฟ้าแบบปกติไม่เป็นไปได้ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมในเมืองและสถาปัตยกรรมที่ทันสมัย.

ความก้าวหน้าล่าสุด รวมถึงแผ่นโปร่งที่เคลือบด้วยซีนกอไซด์ของ MSU มีอายุการใช้งาน 30 ปี ทําให้เห็นว่าความยั่งยืนในเร็วๆ นี้อาจเทียบกับโมดูลพลังแสงอาทิตย์แบบดั้งเดิมการติดตั้งและการจัดการที่เหมาะสมยังคงมีความสําคัญ เนื่องจากความเปราะบางของเทคโนโลยีเมื่อเทียบกับแผ่นซิลิคอนที่มีกรอบ.

ในขณะที่การวิจัยยังคงดําเนินต่อไป เทคโนโลยีพลังแสงอาทิตย์โปร่งใส สัญญาที่จะกําหนดใหม่วิธีที่เราคิดเกี่ยวกับการผลิตพลังงานในสภาพแวดล้อมเมืองและการออกแบบ.