ในยุคที่แหล่งพลังงานสำคัญอย่างน้ำมัน ถ่านหิน หรือก๊าซธรรมชาติเริ่มขาดแคลน การหันไปใช้พลังงานทดแทนอย่างพลังงานลม พลังงานจากน้ำ พลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่นอกจากจะสามารถใช้พลังงานดังกล่าวได้อย่างไม่จำกัดแล้ว ยังไม่ทำลายสิ่งแวดล้อมอีกด้วย แต่หนึ่งในปัญหาหลักของการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์นั่นก็คือ อุปกรณ์อย่างโซล่าร์เซลล์นั้นมีราคาแพง เนื่องจากกระบวนการผลิตที่ซับซ้อน ทั้งยังต้องอาศัยเทคโนโลยีขั้นสูง นอกจากนั้นแล้วพลังงานไฟฟ้าที่สามารถผลิตออกมาได้เมื่อเทียบกับพลังงานแสงอาทิตย์ที่ให้เข้าไปยังถือว่าน้อยมาก ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต่างก็หาทางพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านโซล่าร์เซลล์มาอย่างต่อเนื่อง

เพื่อให้มีต้นทุนการผลิตที่ต่ำลงและมีประสิทธิภาพที่มากขึ้นนักวิทยาศาสตร์จึงได้ทำการพัฒนาโซล่าร์เซลล์ออกมาถึงสามรุ่นด้วยกัน โดยเริ่มจากในรุ่นแรกซึ่งเป็นโซล่าร์เซลล์แบบซิลิกอน (โซล่าร์เซลล์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันประสิทธิภาพประมาณ 30%)ที่มีต้นทุนการผลิตที่สูง จึงได้มีการพัฒนาเป็นรุ่นที่สองซึ่งใช้เป็นฟิล์มบางของซิลิกอนแทน แต่ยังคงมีปัญหาเรื่องราคาต้นทุนที่สูงเนื่องจากสารที่ใช้ในการผลิต (มีประสิทธิภาพประมาณ 20%)จากนั้นจึงมีการพัฒนาในรุ่นที่สามที่มีราคาถูกลงได้แก่โซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์แบบสีย้อมไวแสง (dye sensitized solar cell), โซล่าร์เซลล์แบบควอนตัมดอต (Quantum dot solar cell), และโซล่าร์เซลล์แบบสารอินทรีย์-อนินทรีย์ (organic-inorganic solar cell หรือ perovskite solar cell)ขึ้นมา ซึ่งในรุ่นที่สามของโซล่าร์เซลล์อย่างตัว perovskite เป็นที่นิยมอย่างมากในหมู่นักวิจัยเนื่องจากสามารถผลิตขึ้นได้ง่าย มีต้นทุนที่ต่ำและให้ประสิทธิภาพสูง แต่อย่างไรก็ตามปัญหาหลักของโซล่าร์เซลล์คือจำเป็นต้องใช้พื้นที่ในการติดตั้งที่มากเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพเท่าที่ต้องการ ดังนั้นหากเราสามารถลดพื้นที่การติดตั้งโซล่าร์เซลล์ลงรวมถึงสามารถทำให้กระจกทุกบานตามสิ่งก่อสร้างกลายเป็นโซล่าร์เซลล์มันจะดีแค่ไหน

เมื่อไม่นานมานี้นักวิจัยได้ประสบความสำเร็จในการผลิตโซล่าร์เซลล์แบบ perovskite ที่มีความโปร่งใสคล้ายกระจก และจะเปลี่ยนเป็นสีที่เข้มขึ้นเมื่อได้รับแสงอาทิตย์และทำการผลิตกระแสไฟฟ้าออกมา จากการใช้โซล่าร์เซลล์แบบ perovskite ร่วมกับโครงสร้างของ carbon nanotubes จะทำให้ได้กระจกที่สามารถเปลี่ยนสภาพเป็นโซลาร์เซลล์เมื่อได้รับแสงอาทิตย์โดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสารอินทรีย์ที่อยู่ภายในโซล่าร์เซลล์แบบ perovskiteที่เมื่อได้รับความร้อนจะทำให้โครงสร้างของสารอินทรีย์ดังกล่าวเปลี่ยนแปลงไป ทำให้สีของโซล่าร์เซลล์ที่มีความโปร่งใสกลายเปลี่ยนเป็นโครงสร้างที่ทึบแสงขึ้นมาและสามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานจากแสงให้เป็นพลังงานทางไฟฟ้า ทั้งยังสามารถคืนสภาพกลับมาเป็นกระจกได้เมื่อดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้าไป

ถึงแม้ว่าเทคโนโลยีดังกล่าวยังอยู่ในขั้นต้นของการทดลอง แต่ก็สามารถให้ประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานจากแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ถึง 11.3% โดยตัวเลขดังกล่าวอาจดูไม่มากเท่าไหร่ แต่ถ้าหากลองเทียบกับโซล่าร์เซลล์ที่ใช้กันทั่วไปอย่างโซล่าร์เซลล์แบบซิลิกอนที่มีประสิทธิภาพประมาณ 30% แล้วนั้นก็ไม่ถือว่าน้อยสักทีเดียว โดยเฉพาะจากความสำเร็จในการวิจัยครั้งนี้ ทำให้ในอนาคตเราอาจได้เห็นอาคารที่ติดตั้งกระจกดังกล่าวตามหน้าต่างเพื่อทำหน้าที่เป็นโซล่าร์เซลล์ สร้างพลังงานไฟฟ้าสะอาดให้กับตัวอาคาร หรือแม้แต่การชาร์จไฟให้กับอุปกรณ์อย่างมือถือ คอมพิวเตอร์ ซึ่งถ้าหากเทคโนโลยีนี้ไปได้สวย นั่นจะเป็นการเพิ่มสัดส่วนการใช้งานพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้อย่างมหาศาล เพราะถ้าหากเทียบสัดส่วนการใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานทดแทนในปัจจุบันแล้วนั้น การใช้งานพลังงานจากแสงอาทิตย์ยังถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานทดแทนอื่นๆ

ที่มา http://www.sci-news.com/physics/switchable-photovoltaic-window-05480.html
เรียบเรียงโดย @MrVop