อนาคตการผลิตโซลาร์คงทำได้ง่ายขึ้นและราคาถูกลง การพัฒนาอาจเป็นไปแบบติดจรวด และการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้คงไม่ใช่เรื่องไกลเกินฝัน เมื่อนักวิจัยจากออสเตรเลียขนตัวอย่าง "โซลาร์เซลล์" แบบพิมพ์ได้ขนาด A3 มาอวดถึงเมืองไทย
ตัวแทนนักวิจัยจากออสเตรเลีย ได้นำตัวอย่างเซลล์แสงอาทิตย์ ที่เป็นส่วนหนึ่งของงานวิจัยด้านอิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น (flexible electronics) มาแสดงภายในงานสัมมนางานมหกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ 2556 ณ ศูนย์นิทรรศการและการประชุมไบเทค บางนา
ดร.สก็อตต์ วัตกินส์ (Dr.Scott Watkins) หัวหน้าทีมวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์สารอินทรีย์ ภาควัสดุศาสตร์และวิศวกรรม ศูนย์การผลิตแห่งอนาคต องค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมแห่งเครือจักรภพ (CSIRO) ออสเตรเลีย กล่าวถึงตัวอย่างดังกล่าวว่าเป็นเซลล์แสงอาทิตย์สารอินทรีย์ขนาด A3 ที่พิมพ์ขึ้นมาด้วยเครื่องพิมพ์ตามท้องตลาด
ทีมวิจัยออสเตรเลียประสบความสำเร็จในการพิมพ์เซลล์แสงอาทิตย์ขนาด A3 เมื่อ 2 เดือนที่ผ่านมา ซึ่ง ดร.วัตกินส์กล่าวว่า นับเป็นความโดดเด่นเหนือทีมวิจัยอื่นๆ ของโลกที่วิจัยในเรื่องเดียวกันนี้ อย่างในสหรัฐฯ หรือในยุโรปที่ยังผลิตเซลล์ได้ขนาดเล็กเท่าปลายนิ้ว
การพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์แบบเคลือบหรือแบบฟิล์มบางนี้เป็นผลต่อเนื่องจากการพัฒนาโพลิเมอร์นำไฟฟ้า ซึ่งเมื่อปี 2540 บริษัทโกดัก (Kodak) ในสหรัฐฯ เป็นรายแรกที่พบว่าสารอินทรีย์สามารถผลิตไฟฟ้าได้ และในปี 2543 รางวัลโนเบลสาขาเคมีได้มอบให้แก่ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่พัฒนาโพลิเมอร์นำไฟฟ้า
หลักการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ดังกล่าวตามคำอธิบายของ ดร.วัตกินส์คือเป็นหลักการคล้ายคลึงกับจอแสดงแบบ OLEDs หรือไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ ซึ่งเปลี่ยนไฟฟ้าเป็นแสง แต่เซลล์แสงอาทิตย์จะทำงานกลับกันคือเปลี่ยนแสงเป็นไฟฟ้า
สิ่งที่ CSIRO กำลังพัฒนาคือ อุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสารอินทรีย์ (Organic Photovoltaics) ซึ่งเป็นเซลล์แสงอาทิตย์แบบพิมพ์วงจรที่ทำให้นำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายขึ้น และยังเป็นความร่วมมือระหว่างสถาบันวิจัยเซลล์อาทิตย์อินทรีย์ บริษัทด้านพิมพ์ และบริษัทเอกชนผู้ผลิตหลังคาเหล็กที่ใหญ่ที่สุดในออสเตรเลีย
"หลักคิดคือแทนที่จะเอาเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นไปติดบนหลังคา ก็ทำแผ่นหลังคาที่เป็นเซลล์แสงอาทิตย์เลย" ดร.วัตกินส์กล่าวถึงเป้าหมาย
เซลล์แสงอาทิตย์ที่นำมาแสดงนั้นเป็นเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง (thin film solar cell) ที่มีข้อดีคือผลิตง่าย ต้นทุนต่ำ และใช้วัสดุไม่มาก โดย ดร.วัตกินส์เปรียบเทียบว่าหากสร้างโรงงานผลิตเซลล์แสงอาทิตย์แบบใช้ซิลิกอนอย่างเดิมนั้นต้องใช้ทุนถึง 1,000 ล้านเหรียญ ขณะที่การพิมพ์เซลล์อาทิตย์ใช้ทุนแค่ 200,000 เหรียญ
"อาศัยการเปลี่ยนแปลงทางเคมีก็ได้เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีคุณสมบัติหลากหลาย เราพยายามพัฒนาอายุเซลล์และประสิทธิภาพในการเปลี่ยนแปลงแสงเป็นไฟฟ้า แต่เทคโนโลยีนี้ยังใช้ในระดับเล็ก ตามป้ายโฆษณา ผลิตไฟฟ้าภายในบ้าน แต่อนาคตเราตั้งเป้าถึงการผลิตไฟฟ้าระดับใหญ่ ตามโครงข่ายไฟฟ้าระดับประเทศ" ดร.วัตกินส์ระบุ
สำหรับประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางขนาด A3 มีกำลังผลิต 10-50 วัตต์ต่อตารางเมตร ส่วนราคาในตอนนี้ ดร.วัตกินส์กล่าวว่ายังมีราคาแพงอยู่ เพราะผลิตในขนาดเล็ก แต่หากผลิตในขนาดใหญ่ต้นทุนน่าจะอยู่ที่ตารางเมตรละ 50 เหรียญ ส่วนความชื้นไม่มีผลต่อการทำงาน แต่อาจทำให้อายุใช้งานสั้นลง ขณะที่อุณหภูมิยิ่งสูงจะยิ่งมีประสิทธิภาพสูงขึ้น
ดร.วัตกินส์ยังกล่าวถึงงานวิจัยเซลล์อาทิตย์แบบพิมพ์จากสารอนินทรีย์ ซึ่งตังเป้ากลบข้อเสียเรื่องราคาแงของเซลล์แสงอาทิตย์แบบอนินทรีย์จากซิลิกอนที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน โดยแนวคิดคือนำอนุภาคอนินทรีย์มาต่อกันเป็นชั้นๆ จากความความหนา 4 นาโนเมตรขึ้นเป็น 500 นาโนเมตร แต่บางกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไปที่หนาถึง 3,000 นาโนเมตร
ส่วนเหตุผลในการพัฒนาเทคโนโลยีผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์นั้น ดร.วัตกินส์กล่าวว่า ปัจจุบันออสเตรเลียพึ่งพาพลังงานจากถ่านหินเป็นหลัก ซึ่งชาวออสเตรเลียมีอัตราส่วนในการปล่อยคาร์บอนต่อหัวมากที่สุดในโลกจึงต้องหาแหล่งพลังงานทดแทนอื่น ซึ่งออสเตรเลียมีแสงแดดเข้ม แม้บางพื้นที่อากาศเย็นเท่าเยอรมนีแค่มีแสงแดดที่เข้มกว่า
นอกจากนี้ หัวหน้าทีมวิจัยจากออสเตรเลียยังกล่าวถึงความจำเป็นในการเผยแพร่ผลงานต่อคนทั่วไป โดยกล่าวว่านักวิทยาศาสตร์มักคุ้นเคยกับการเผยแพร่ผลงานทางวิชาการ แต่การเผยแพร่ผ่านสื่อก็เป็นสิ่งจำเป็น เพราะทำให้เกิดการสื่อสารระหว่างทีมวิจัยกับบริษัทเอกชนที่อาจสนใจมาร่วมพัฒนานวัตกรรมได้
"เราทำงานอยู่ในแล็บก็ไม่มีใครรู้ว่าเราทำอะไรบ้าง และเราก็ไม่รู้ว่าบริษัทข้างนอกนั้นเขากำลงพัฒนาหรือสนใจเรื่องอะไร แต่การเผยแพร่ผ่านสื่อทำให้เกิดการสื่อสารระหว่างกัน" ดร.วัตกินส์ กล่าวพร้อมยกตัวอย่างการเผยแพร่ผลงานเซลล์แสงอาทิตย์แบบพิมพ์ได้ ซึ่งทำให้มีบริษัทเอกชนรายเล็ก รายใหญ่ ทั้งในออสเตรเลียและทั่วโลกติดต่อเข้ามาเพื่อร่วมพัฒนาผลงานต่อไป
