“เกรทเซล” เจ้าพ่อโซลาร์เซลล์ย้อมสี เผยมีประยุกต์ใช้ชาร์จมือถือแล้ว

“เกรทเซล" ผู้คิดค้น "โซลาร์เซลล์ย้อมสี” รายแรกของโลก เยือนไทยร่วมงาน "นาโนไทยแลนด์” ชี้ "แสงแดด" จะช่วยเติมเต็มความต้องการพลังงานที่จะเพิ่มอีกเท่าตัวใน 40 ข้างหน้า แจงมีเอกชนพัฒนาเซลล์ย้อมแสงไปใช้งานเบาๆ อย่างชาร์จมือถือแล้ว

ดร.ไมเคิล เกรทเซล (Dr.Michael Graetzel) ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการโฟโตนิกส์และอินเทอร์เฟส (Laboratory of Photonics and Interfaces) สถาบันโพลีเทคนิคอีโคลแห่งโลซานน์ (Ecole polytechnique Federale de Lausanne) สวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งเป็นผู้คิดค้นเซลล์แสงอาทิตย์แบบย้อมสีไวแสงหรือดีเอสซี (Dye-sensitized solar cell: DSC) คนแรกของโลก ได้เดินทางมาร่วมงานประชุมวิชาการและนิทรรศการ "นาโนไทยแลนด์” (NanoThailand Symposium) ซึ่งจัดขึ้นระหว่างวันที่ 6-8 พ.ย.51 นี้ ณ ศูนย์การประชุมแห่งชาติสิริกิติ์

พร้อมกันนี้ ดร.เกรทเซล ได้กล่าวบรรยายพิเศษเกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์ภายในงานประชุม ซึ่งส่วนหนึ่งของการบรรยายนั้น เขาให้ข้อมูลแก่ผู้เข้าร่วมฟังบรรยายว่า ในแต่ละปีโลกได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์มากถึง 100,000 เทราวัตต์ (Terawatt) ขณะที่ปัจจุบันทั่วโลกมีการใช้พลังงานอยู่ประมาณ 11 เทราวัตต์ และในอนาคตอีกกว่า 40 ปี ประชากรโลกจะเพิ่มขึ้นถึง 12 พันล้านคน ซึ่งจะมีความต้องการใช้พลังงานถึงประมาณ 28 เทราวัตต์

ทั้งนี้ เขาเชื่อว่าพลังงานแสงอาทิตย์ จะช่วยเติมเต็มความต้องการพลังงาน ซึ่งปัจจุบันมาถึงจุดที่พลังงานฟอสซิลใกล้จะหมดลง และมีความไม่แน่นอนของราคา  โดยเทคโนโลยีผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ย้อมสีไวแสงในปัจจุบัน พัฒนาถึงจุดที่ได้ประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแล้ว 11-12% และมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น อีกทั้งมีราคาถูกกว่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิกอน 4-5 เท่า

ดร.เกรทเซล กล่าวกับผู้จัดการวิทยาศาสตร์เพิ่มเติมว่า การพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ในอนาคตจะทำให้สามารถเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากขึ้น โดยประยุกต์ใช้รวมกับนาโนเทคโนโลยี ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานขึ้นเป็น 12% จากเทคโนโลยีเดิมที่ตันแล้ว และไม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้อีก

อย่างไรก็ดี แม้เซลล์แสงอาทิตย์แบบย้อมสีไวแสงจะมีประสิทธิภาพสูงขึ้นและราคาถูกกว่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิกอน รวมถึง แต่ ดร.เกรทเซล กล่าวกับผู้จัดการวิทยาศาสตร์ว่า เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดที่เขาพัฒนาขึ้นมานั้นจะไม่แทนเซลล์แบบเก่า แต่จะช่วยเติมเต็มความต้องการพลังงานที่เพิ่มมากขึ้น

ดร.เกรทเซลบอกว่า มีบริษัทเอกชนที่พัฒนาเซลล์ย้อมสีไวแสงสำหรับใช้งานได้แล้ว อาทิ บริษัท จี 24อินโนเวชัน (G24 Innovation) ของสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นผู้นำของเทคโนโลยีทางด้านนี้ สามรถผลิตไฟฟ้าได้ถึง 120 เมกะวัตต์ บริษัท ดายซอล (Drysol) จากออสเตรเลีย และบริษัท ทิโม (Timo) จากเกาหลีใต้ เป็นต้น ทั้งนี้เป็นอุปกรณ์ใช้งานในระดับเล็กๆ อย่างการผลิตอุปกรณ์ชาร์จโทรศัพท์มือถือ

ผู้คิดค้นเซลล์แสงอาทิตย์แบบย้อมสีรายแรกของโลก ยังเผยด้วยว่าได้พัฒนา "เซลล์แสงอาทิตย์เขียว” (Green cell) ซึ่งเลียนแบบกระบวนการสังเคราะห์แสงของต้นไม้ ที่มีคลอโรฟิลเป็นโมเลกุลที่เปลี่ยนแสงไปเป็นพลังงาน และเซลล์แสงอาทิตย์นี้ได้ใช้โมเลกุลเฉพาะที่ดึงแสงเพื่อเปลี่ยนไปเป็นไฟฟ้าได้

“เป้าหมายในการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ย้อมสีไวแสงคือ สามารถประยุกต์ใช้กับรถยนต์ โทรศัพท์มือถือ รวมถึงประยุกต์ใช้ใสนชีวิตประจำวันได้" ดร.เกรทเซลกล่าว และระบุว่า การประยุกต์ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ย้อมสีไวแสงในระดับเล็กๆ อย่างอุปกรณ์ชาร์จมือถือนั้นทำสามารถให้มีประสิทธิภาพได้ถึง 40-45% ส่วนการประยุกต์ใช้กับรถยนต์นั้นยังมีประสิทธิภาพน้อยกว่า

ขณะเดียวกัน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) ของไทยก็มีงานวิจัยทางด้านเซลล์แสงอาทิตย์ย้อมสีไวแสงเช่นกัน ซึ่งผู้จัดการวิทยาศาสตร์ได้พูดคุยกับ นายอานนท์ จินดาดวง หนึ่งในทีมวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์ย้อมสีไวแสงจากหน่วยปฏิบัติการอุปกรณ์นาโน นาโนเทค โดยเขาระบุว่านาโนเทคมีกลุ่มวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์ 2 กลุ่มคือ กลุ่มวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์พอลิเมอร์และกลุ่มวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์ย้อมสีไวแสง

ในส่วนของกลุ่มวิจัยแสงอาทิตย์ย้อมสีไวแสงของนาโนเทคมีทั้งหมด 3 คน ซึ่งนายอานนท์ระบุว่า ทางกลุ่มได้ร่วมวิจัยกับสถาบันพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ (ISET) และเขาเองได้ศึกษาการย้อมสีเซลล์แสงอาทิตย์ด้วย "ลูทิเนียม” (lutinium) ซึ่งเป็นสารสังเคราะห์ที่ทนต่ออุณหภูมิ และมีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ราว 10% ซึ่งใกล้เคียงกับเซลล์แสงอาทิตย์ที่ ดร.เกรทเซลพัฒนาได้

นอกจากสารสังเคราะห์แล้ว นายอานนท์เผยอีกว่า ทางกลุ่มยังศึกษาสารสีจากธรรมชาติเพื่อใช้ย้อมสีเซลล์แสงอาทิตย์ อาทิ สารจากเปลือกมังคุดและแก้วมังกร ซึ่งมีประสิทธิภาพในการแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าประมาณ 1% และถึงแม้จะเป็นตัวเลขที่น้อย แต่เขาชี้ว่าเป็นตัวเลขที่รับได้ หากสารสีที่ใช้เป็นสารสีจากธรรมชาติซึ่งหาได้ง่าย

“หลักๆ ของเซลล์แสงอาทิตย์ย้อมสีไวแสงคือ ทำให้ราคาลดลง แต่เจ๋งที่สุดคือทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น" นายอานนท์กล่าว และเผยว่าความยากของการพัมนาเซลล์แสงอาทิตย์จากสารสีธรรมชาติคือ เราไม่อาจทราบได้ว่าสารชนิดไหนในที่เป็นตัวทำปฏิกิริยาในการเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า เนื่องจากมีสารหลายร้อยชนิด ต่างจากการใช้สารสังเคราะห์ที่ทราบชนิดแน่นอน

นายอานนท์กล่าวว่า สำหรับอนาคตการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์จะก้าวสู่ยุคที่ 4 ซึ่งเป็นการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ต่างๆ กับวัสดุหรือเทคโนโลยีอื่นๆ เข้าด้วยกัน พร้อมยกตัวอย่างการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ที่เพิ่มเลนส์รวมแสง ทำให้แสงอาทิตย์เข้มขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงาน

ในส่วนของการประชุมนาโนไทยแลนด์นั้น ประกอบด้วยการประชุมวิชาการ การแสดงนิทรรศการด้านนาโนเทคโนโลยี ของหน่วยงานภาครัฐและเอกชนจากทั้งในและต่างประเทศ และการเจรจาธุรกิจสร้างวามร่วมมือกับภาคอุตสาหกรรม โดยงานจัดขึ้นระหว่าง 6-8 พ.ย.51 ณ ศูนย์การประชุมแห่งชาติสิริกิติ์.