LONGi ทำลายสถิติโลก Efficiency แผงโซล่าเซลล์ 33.9%: ความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่ในพลังงานแสงอาทิตย์ยุคใหม่
พลังงานแสงอาทิตย์ก้าวสู่ยุคใหม่: LONGi ยืนยันความเป็นผู้นำด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบ Tandem ประสิทธิภาพ 33.9%
ในปี 2024 วงการพลังงานสะอาดได้รับแรงกระตุ้นอย่างรุนแรงเมื่อบริษัท LONGi Green Energy Technology Co., Ltd. หรือที่รู้จักในชื่อ LONGi ผู้นำด้านเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์จากประเทศจีน ประกาศทำลายสถิติโลกด้านประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบ Perovskite-Silicon Tandem Solar Cell ที่ระดับ 33.9% ซึ่งเป็นสถิติใหม่ที่สูงที่สุดในโลกในปัจจุบัน ตามรายงานจาก European Solar Test Installation (ESTI) ซึ่งเป็นหน่วยงานตรวจสอบประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์ระดับนานาชาติที่มีชื่อเสียงสูงสุดในยุโรป
สถิตินี้ไม่ใช่เพียงแค่การเพิ่มขึ้นเล็กน้อยจาก 33.5% หรือ 33.7% ที่เคยมีมา แต่เป็นการก้าวกระโดดครั้งสำคัญที่สะท้อนถึงความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นในด้านเซลล์แสงอาทิตย์แบบ tandem หรือที่เรียกว่า “เซลล์ซ้อน” ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่รวมสองชนิดของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เข้าด้วยกันเพื่อจับแสงอาทิตย์ในช่วงคลื่นความยาวต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
ความหมายของ 33.9%: ประสิทธิภาพที่เปลี่ยนแปลงเกมของพลังงานแสงอาทิตย์
ประสิทธิภาพ 33.9% หมายถึง เซลล์แสงอาทิตย์สามารถแปลงพลังงานแสงอาทิตย์จากดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบผิวเซลล์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ถึง 33.9% ของพลังงานที่มาถึงเซลล์ ซึ่งเป็นตัวเลขที่สูงมากเมื่อเทียบกับเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิกอนเดี่ยวที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในตลาดปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 24–25% โดยเฉพาะในรุ่น PERC และ TOPCon ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไป
ในเชิงเปรียบเทียบ ถ้าระบบโซลาร์ฟาร์มขนาด 1 เมกกะวัตต์ (MW) ใช้แผงที่มีประสิทธิภาพ 33.9% จะผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าระบบเดิมที่ใช้แผง 24% ถึง 30–35% ภายในระยะเวลาเดียวกัน โดยไม่ต้องเพิ่มพื้นที่ติดตั้งหรือต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานเพิ่มเติม นั่นหมายถึงการลดต้นทุนต่อหน่วยไฟฟ้า (LCOE – Levelized Cost of Electricity) ได้อย่างมีนัยสำคัญ
เทคโนโลยี Perovskite-Silicon Tandem: หัวใจของความก้าวหน้า
เซลล์แสงอาทิตย์แบบ tandem ที่ LONGi ใช้ในการทำลายสถิติโลกนี้ ประกอบด้วยสองชั้นของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่เรียงกันเป็นชั้นซ้อนกัน โดยชั้นบนเป็นวัสดุ Perovskite และชั้นล่างเป็นซิลิกอน (Silicon) ซึ่งเป็นวัสดุมาตรฐานในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์มาหลายทศวรรษ
- Perovskite: เป็นวัสดุคริสตัลที่มีโครงสร้างทางเคมีเฉพาะ (ABX₃) โดยทั่วไปใช้เป็นแมทริกซ์ของตะกั่ว (Pb) หรือเทอเรียม (Sn) ผสมกับฟลูออรีนและไอโอดีน วัสดุนี้มีความสามารถในการดูดซับแสงในช่วงคลื่นสั้น (แสงสีม่วง-ฟ้า) ได้ดีมาก และมี bandgap ที่ปรับได้ (tunable bandgap) ทำให้สามารถออกแบบให้ทำงานร่วมกับซิลิกอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- Silicon: ชั้นล่างที่ดูดซับแสงในช่วงคลื่นยาว (แสงแดง-อินฟราเรด) ซึ่งซิลิกอนมีประสิทธิภาพสูงในช่วงนี้ แต่ไม่สามารถดูดซับแสงสีม่วงได้ดีนัก
เมื่อรวมกันเป็น tandem cell แสงอาทิตย์จะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน: แสงสั้นจะถูกดูดซับโดยชั้น Perovskite ก่อน แล้วแสงที่เหลือจะผ่านเข้าไปยังชั้นซิลิกอน ทำให้ทั้งสองชั้นสามารถใช้พลังงานแสงได้อย่างเต็มที่ โดยไม่เกิดการสูญเสียพลังงานในช่วงคลื่นที่ไม่สามารถใช้ได้ ซึ่งเป็นปัญหาหลักของเซลล์แสงอาทิตย์แบบเดี่ยว
ขั้นตอนการพัฒนาและทดสอบ: ความแม่นยำระดับห้องปฏิบัติการ
LONGi ได้ทำการทดสอบประสิทธิภาพเซลล์ tandem นี้ที่ห้องปฏิบัติการของ ESTI (European Solar Test Installation) ซึ่งเป็นหน่วยงานที่ได้รับการรับรองจาก NREL (National Renewable Energy Laboratory) และ IEC 61215 ซึ่งเป็นมาตรฐานสากลในการประเมินประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์
ขั้นตอนการทดสอบมีดังนี้:
- เซลล์ถูกทดสอบภายใต้มาตรฐานแสง AM1.5G ซึ่งเป็นมาตรฐานการวัดพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ในระดับโลก โดยมี irradiance ที่ 1,000 W/m²
- ใช้แสงที่มีอุณหภูมิ 25°C เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เปรียบเทียบได้
- วัดค่า Voc (Open-Circuit Voltage), Jsc (Short-Circuit Current), FF (Fill Factor) และ Pmax (Maximum Power Output) อย่างแม่นยำ
- คำนวณประสิทธิภาพโดยใช้สูตร: Efficiency (%) = (Pmax / (Irradiance × Area)) × 100%
ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า เซลล์ tandem ของ LONGi สามารถผลิตพลังงานสูงสุดได้ที่ 33.9% ซึ่งเป็นสถิติใหม่ที่สูงกว่าสถิติเดิมของ Oxford PV (33.7%) และ KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) (33.5%) ที่เคยทำไว้ในปี 2023
ความท้าทายด้านความทนทานและอายุการใช้งาน
แม้ประสิทธิภาพจะสูงถึง 33.9% แต่ Perovskite ยังคงมีข้อจำกัดด้านความเสถียรภาพเมื่อสัมผัสกับความชื้น อุณหภูมิสูง และแสง UV เป็นเวลานาน ซึ่งเป็นปัญหาหลักที่ทำให้เทคโนโลยี tandem ยังไม่สามารถผลิตเชิงพาณิชย์ได้ในระดับ大规模 (mass production)
อย่างไรก็ตาม LONGi ได้พัฒนาเทคโนโลยีการเคลือบผิว (encapsulation) และการควบคุมสภาวะแวดล้อมภายในเซลล์ (in-situ passivation) เพื่อเพิ่มความทนทาน โดยใช้เทคนิค 2D Perovskite Passivation และ Atomic Layer Deposition (ALD) ในการเคลือบชั้นบาง ๆ ที่ป้องกันการซึมผ่านของน้ำและออกซิเจน
ผลการทดสอบความทนทานภายใต้ IEC 61215 และ IEC 61730 แสดงว่าเซลล์ tandem ของ LONGi สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ถึง 1,000 ชั่วโมง ภายใต้สภาพความชื้น 85% และอุณหภูมิ 85°C (Damp Heat Test) โดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพเกิน 5% ซึ่งถือว่าเป็นก้าวสำคัญที่ใกล้เคียงกับมาตรฐานการใช้งานจริงในภาคสนาม
อนาคตของแผงโซลาร์ฟาร์มและระบบพลังงานกระจาย
เมื่อเทคโนโลยี Perovskite-Silicon Tandem เริ่มเข้าสู่การผลิตเชิงพาณิชย์ในอีก 3–5 ปีข้างหน้า คาดว่าจะเกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ โดยเฉพาะในด้าน:
- ลดพื้นที่ติดตั้ง: ระบบโซลาร์ฟาร์มขนาด 1 MW ที่เคยต้องใช้พื้นที่ 5,000–6,000 ตารางเมตร อาจลดลงเหลือเพียง 3,500–4,000 ตารางเมตร
- เพิ่มผลผลิตต่อหน่วยพื้นที่ (W/m²): แผง tandem อาจผลิตไฟได้มากกว่า 300 W/m² ซึ่งสูงกว่าแผง PERC ที่ประมาณ 200–220 W/m²
- ลดต้นทุนต่อหน่วยไฟฟ้า (LCOE): แม้ต้นทุนการผลิตสูงกว่าแผงทั่วไปในตอนแรก แต่ผลผลิตที่เพิ่มขึ้นจะชดเชยต้นทุนได้ภายใน 5–7 ปี
- ขยายการใช้งานในพื้นที่จำกัด: อาคารสูง หลังคาบ้าน หรือพื้นที่จำกัดในเมืองใหญ่จะสามารถติดตั้งแผงโซลาร์ได้มากขึ้นในพื้นที่เดิม
CYN Communication: ตัวแทนจำหน่าย LONGi Solar และ Solis Inverter ในประเทศไทย
ในฐานะตัวแทนจำหน่าย LONGi Solar และ Solis Inverter อย่างเป็นทางการในประเทศไทย CYN Communication พร้อมนำเทคโนโลยีพลังงานสะอาดล้ำสมัยมาสู่ตลาดไทยอย่างเต็มรูปแบบ ทั้งในด้านระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับบ้านเรือน โรงงานอุตสาหกรรม และโซลาร์ฟาร์มขนาดใหญ่
เรามีทีมวิศวกรและที่ปรึกษาด้านพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสบการณ์มากกว่า 10 ปี พร้อมให้คำปรึกษาฟรี ออกแบบระบบให้เหมาะสมกับพื้นที่ ความต้องการใช้ไฟ และงบประมาณของคุณ โดยใช้ผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงจาก LONGi ที่ผ่านการรับรองระดับนานาชาติ และอินเวอร์เตอร์ Solis ที่มีประสิทธิภาพสูง รองรับระบบเก็บพลังงาน (Hybrid Inverter) และระบบ IoT เพื่อการควบคุมระยะไกล
หากคุณสนใจเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยี Perovskite-Silicon Tandem Solar Cell หรือต้องการขอใบเสนอราคาสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้แผง LONGi และอินเวอร์เตอร์ Solis อย่างเป็นทางการ สามารถติดต่อเราได้ทันทีที่เว็บไซต์ cyn.co.th
เรามุ่งมั่นที่จะนำพลังงานสะอาดมาสู่ประเทศไทยอย่างยั่งยืน ด้วยเทคโนโลยีที่ล้ำสมัย และบริการที่เชื่อถือได้