โครงการวิจัย 1.3 : การเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด CIGS ด้วยโครงสร้างเซลล์แบบแทนเดม Perovskite-CIGS

 

            โครงการนี้เป็นการวิจัยและพัฒนาการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอร์รอฟสไกต์โดยที่มีชั้นดูดกลืนแสงทำจากสารประกอบ CH3NH3PbI3 ซึ่งมีค่าช่องว่างแถบพลังงานประมาณ 1.6 eV และสามารถที่จะปรับเปลี่ยนค่าช่องว่างแถบพลังงานให้เพิ่มขึ้นได้โดยการเปลี่ยนธาตุในหมู่ halide เป็นธาตุอื่น เช่น Cl หรือ Br ซึ่งกระบวนการเตรียมชั้นดูดกลืนแสง
เพอร์รอฟสไกต์จะใช้วิธีการ spin coating เป็นหลัก ส่วนชั้น electron transport จะใช้เป็น TiO2 ซึ่งมีทั้งแบบที่เป็น compact layer (ด้วยวิธีการ sputtering) และ mesoporous (ด้วยวิธีการ spin coating) บนแผ่นรองรับ FTO/SLG ส่วนชั้นที่เป็น hole transport layer จะใช้เป็น spiro-OMeTAD (ด้วยวิธีการ spin coating) และชั้นที่เป็นขั้วไฟฟ้าจะทำจากฟิล์มบาง Al หรือ Au (ด้วยวิธีการ thermal evaporation) จะมีการศึกษาถึงสมบัติทางโครงสร้างผลึก สมบัติเชิงแสงและไฟฟ้า กับพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องในการเตรียมชั้นดูดกลืนแสงเพอร์รอฟสไกต์ นอกจากนี้การวัดประสิทธิภาพเชิงควอนตัมสามารถใช้บ่งบอกถึงความสมบูรณ์หรือปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในชั้นต่างๆ ของเซลล์แสงอาทิตย์ได้ เมื่อพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์เพอร์รอฟสไกต์จนมีประสิทธิภาพที่ใช้เป็น baseline ได้แล้ว จะได้มีการพัฒนาขั้วไฟฟ้าโปร่งใสที่จะนำมาแทนที่ Al หรือ Au ในการที่จะนำเซลล์แสงอาทิตย์เพอร์รอฟสไกต์ไปเป็นเซลล์ด้านบนของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Si หรือฟิล์มบาง CIGS ที่อยู่ด้านล่างและมีช่องว่างแถบพลังงานที่ต่ำกว่าของเพอร์รอฟสไกต์ในโครงสร้างเซลล์แบบ tandem เพื่อเป็นการเก็บพลังงานโฟตอนในทุกย่านและเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการแปลงพลังงาน



รูปที่ 1.3.1 โครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์แบบแทนเดม

 

 

หัวหน้าโครงการ: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.โศจิพงศ์ ฉัตราภรณ์
นักวิจัยสมทบ: ผศ. ดร. ขจรยศ อยู่ดี, รศ. ดร. สุรเชษฐ์ หลิมกำเนิด, ผศ. ดร. ปัจฉา ฉัตราภรณ์, ดร. ฉัตรชัย ศรีนิติวรวงศ์, ดร. รังสิมา ชาญพนา, ดร. ธิติ เตชธนพัฒน์
หน่วยงานต้นสังกัด: ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

Back