คำตอบเผยแพร่แล้ว18 แหล่งที่มา
เบื้องหลังสถิติโลก 28.04% ของเซลล์แสงอาทิตย์แทนเดมเพอรอฟสไกต์–อินทรีย์
ทีมนักวิจัยจากสถาบันเคมี สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน นำโดยหลี่ หย่งฟาง และเมิ่ง เล่ย รายงานประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าแบบคงที่ที่ผ่านการรับรอง 28.04% ซึ่งเป็นสถิติโลกของเซลล์แสงอาทิตย์แทนเดมเพอรอฟสไกต์–อินทรีย์ หัวใจของความก้าวหน้าคือการควบคุมตำหนิของวัสดุในทุกช่วง ตั้งแต่การเตรียมวัสดุ การก่อตัวของฟิล์ม ไปจนถึงกา...
เผยแพร่โดยแก้ไขด้วย GPT-5.6 Lunaรูปภาพสร้างด้วย GPT Image 1.5
คำตอบการวิจัย
ประเด็นสำคัญ
- ทีมนักวิจัยจากสถาบันเคมี สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน นำโดยหลี่ หย่งฟาง และเมิ่ง เล่ย รายงานประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าแบบคงที่ที่ผ่านการรับรอง 28.04% ซึ่งเป็นสถิติโลกของเซลล์แสงอาทิตย์แทนเดมเพอรอฟสไกต์–อินทรีย์
- หัวใจของความก้าวหน้าคือการควบคุมตำหนิของวัสดุในทุกช่วง ตั้งแต่การเตรียมวัสดุ การก่อตัวของฟิล์ม ไปจนถึงการทำงานภายใต้แสง เพื่อยับยั้งการแยกเฟสของเฮไลด์ที่เกิดจากแสง
- เซลล์ยังคงประสิทธิภาพเริ่มต้นไว้ 90% หลังได้รับแสงต่อเนื่อง 625 ชั่วโมง ซึ่งช่วยตอบโจทย์ด้านเสถียรภาพของเพอรอฟสไกต์แบนด์แกปกว้าง
- โครงสร้างที่อาจผลิตด้วยกระบวนการสารละลาย เช่น การเคลือบแบบสล็อต ไดย์หรือการผลิตแบบม้วนต่อม้วน มีศักยภาพสำหรับอุปกรณ์บาง น้ำหนักเบา ยืดหยุ่น พับได้ และโค้งตามพื้นผิว
AI พรอมต์
openai.comCreate a landscape editorial hero image for this Studio Global article: What did the Chinese Academy of Sciences team led by Academician Li Yongfang and researcher Meng Lei achieve, as reported in Nature on Augus. Article summary: The CAS team led by Li Yongfang and Meng Lei reported a record perovskite–organic tandem solar cell: a certified steady-state power-conversion efficiency of 28.04%. The reported Nature publication date appears to be July. Topic tags: general, academic, general web. Style: premium digital editorial illustration, source-backed research mood, clean composition, high detail, modern web publication hero. Use reference image context only for broad subject, composition, and topical grounding; do not copy the exact image. Avoid: logos, brand marks, copyrighted characters, real person likenesses, fake screenshots, UI text, readable text, watermarks, charts with fake num
ทีมนักวิจัยจากสถาบันเคมีของสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน นำโดยนักวิชาการหลี่ หย่งฟาง และนักวิจัยเมิ่ง เล่ย รายงานเซลล์แสงอาทิตย์แทนเดมเพอรอฟสไกต์–อินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าแบบคงที่ 28.04% ซึ่งเป็นสถิติโลกสำหรับอุปกรณ์ประเภทนี้ งานวิจัยดังกล่าวตีพิมพ์ในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม 2026 ไม่ใช่วันที่ 21 สิงหาคมตามข้อมูลตั้งต้น 18
20
ความสำคัญของผลงานนี้ไม่ได้อยู่ที่ตัวเลขประสิทธิภาพเพียงอย่างเดียว นักวิจัยยังมุ่งแก้ปัญหาหลักของเพอรอฟสไกต์แบนด์แกปกว้าง นั่นคือแนวโน้มที่วัสดุจะเกิดการแยกเฟสของเฮไลด์เมื่อได้รับแสง ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงระหว่างการใช้งาน
ตัวเลขสถิติที่ต้องดูให้ครบ
เซลล์แทนเดมแบบโมโนลิทิกของทีมทำประสิทธิภาพสูงสุดได้ 28.80% และมีประสิทธิภาพแบบคงที่ที่ผ่านการรับรองจากหน่วยงานภายนอก 28.04% 18
รายงานจากสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีนยังระบุว่า เซลล์ย่อยเพอรอฟสไกต์แบนด์แกปกว้างด้านบนทำแรงดันวงจรเปิดได้สูงมากสำหรับวัสดุประเภทเดียวกัน ก่อนนำไปประกอบเข้ากับเซลล์ย่อยอินทรีย์ด้านล่าง 26
ในด้านความทนทาน อุปกรณ์ยังคงประสิทธิภาพเริ่มต้นไว้ 90% หลังได้รับแสงต่อเนื่อง 625 ชั่วโมง ตามข้อมูลจากสถาบันของทีมวิจัยและสื่อทางการของจีน 18
28
อย่างไรก็ตาม ตัวเลขเหล่านี้เป็นผลการทดสอบของเซลล์ระดับห้องปฏิบัติการ ไม่ใช่หลักฐานว่าเทคโนโลยีพร้อมผลิตเชิงพาณิชย์หรือพร้อมนำไปใช้ในอวกาศแล้ว
ทำไมต้องใช้โครงสร้างแบบแทนเดม
เซลล์แสงอาทิตย์แทนเดมคือการนำเซลล์ย่อยที่ดูดกลืนแสงคนละช่วงความยาวคลื่นมาซ้อนกัน ในโครงสร้างนี้ เพอรอฟสไกต์แบนด์แกปกว้างอยู่ด้านบน ส่วนเซลล์ย่อยอินทรีย์อยู่ด้านล่างและเชื่อมต่อกันแบบอนุกรม
- เซลล์เพอรอฟสไกต์แบนด์แกปกว้างด้านบน เหมาะกับการดูดกลืนโฟตอนพลังงานสูงจากแสงอาทิตย์
- เซลล์อินทรีย์ด้านล่าง รับแสงพลังงานต่ำกว่าที่ทะลุผ่านชั้นเพอรอฟสไกต์ลงมา
การแบ่งหน้าที่กันเช่นนี้ช่วยใช้ประโยชน์จากสเปกตรัมแสงอาทิตย์ได้มากกว่าการพึ่งวัสดุดูดกลืนแสงเพียงชนิดเดียว งานวิจัยเกี่ยวกับเซลล์แทนเดมเพอรอฟสไกต์–อินทรีย์อธิบายโครงสร้างนี้ว่าเป็นการจับคู่เซลล์ย่อยเพอรอฟสไกต์แบนด์แกปกว้างกับเซลล์ย่อยอินทรีย์แบนด์แกปแคบที่ต่ออนุกรมกัน 25
วัสดุอินทรีย์อาจช่วยลดการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมของชั้นเพอรอฟสไกต์ได้ในบางรูปแบบ แต่ระดับการปกป้องจริงขึ้นอยู่กับโครงสร้างอุปกรณ์ทั้งหมดและสภาวะการใช้งาน ไม่ควรเหมารวมว่าชั้นอินทรีย์จะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันได้เสมอไป
กลยุทธ์สำคัญ: ควบคุมตำหนิตลอดอายุการใช้งาน
เพอรอฟสไกต์ผสมเฮไลด์แบบแบนด์แกปกว้างมีจุดเด่นตรงที่สามารถปรับแบนด์แกปให้เข้าคู่กับเซลล์ด้านหลังที่มีแบนด์แกปต่ำกว่า จึงเหมาะกับการสร้างเซลล์แทนเดม แต่เสถียรภาพเมื่อได้รับแสงยังเป็นโจทย์ใหญ่ของเทคโนโลยีนี้
ทีมวิจัยจากจีนใช้แนวทางที่เรียกว่า การควบคุมแบบครบทุกระยะ หรือ “full-stage regulation” แทนที่จะรอแก้ตำหนิหลังฟิล์มก่อตัวเสร็จ นักวิจัยพยายามควบคุมกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับตำหนิตั้งแต่การเตรียมวัสดุ การเติบโตของฟิล์ม ไปจนถึงช่วงที่อุปกรณ์ทำงานจริง โดยใช้สารเติมแต่งที่เปลี่ยนรูปได้เมื่อได้รับแสง เพื่อช่วยรักษาเสถียรภาพของเพอรอฟสไกต์ผสมเฮไลด์ 17
18
21
เป้าหมายคือยับยั้งการเคลื่อนกระจายตัวของไอออนเฮไลด์ภายใต้แสง ซึ่งอาจทำให้วัสดุแยกเป็นบริเวณที่มีแบนด์แกปแตกต่างกัน เมื่อการแยกเฟสลดลง นักวิจัยก็มีโอกาสรักษาทั้งแรงดันของเซลล์เพอรอฟสไกต์และกำลังส่งออกของอุปกรณ์แทนเดมไว้ได้นานขึ้น 17
18
แนวคิดนี้สำคัญเพราะประสิทธิภาพกับเสถียรภาพของเซลล์แทนเดมแบนด์แกปกว้างเชื่อมโยงกันโดยตรง ตัวเลขประสิทธิภาพที่วัดได้ในช่วงเริ่มต้นจะมีความหมายจำกัด หากชั้นวัสดุออกฤทธิ์เปลี่ยนสภาพอย่างรวดเร็วเมื่ออยู่ใต้แสงในการทำงานจริง
โอกาสของอุปกรณ์บางและยืดหยุ่น
ชั้นเพอรอฟสไกต์และวัสดุโฟโตโวลตาอิกอินทรีย์สามารถผลิตจากสารละลายได้ในหลักการ จึงเปิดทางสู่การผลิตด้วยการเคลือบ เช่น การเคลือบแบบสล็อต-ไดย์ หรือกระบวนการแบบม้วนต่อม้วน ซึ่งอาจนำไปสู่อุปกรณ์ที่บาง น้ำหนักเบา และปรับรูปทรงได้
แต่ผลสถิติ 28.04% เองยังไม่ได้พิสูจน์ว่าสามารถผลิตในระดับอุตสาหกรรมได้แล้ว งานก่อนหน้านี้รายงานทั้งอุปกรณ์แบบแข็งและแบบยืดหยุ่นของเซลล์แทนเดมเพอรอฟสไกต์–อินทรีย์ จึงอธิบายได้ว่าทำไมนักวิจัยจึงมองโครงสร้างนี้ว่าเหมาะกับโฟโตโวลตาอิกแบบยืดหยุ่น 10
การใช้งานที่อาจได้รับประโยชน์ ได้แก่
- ระบบผลิตไฟฟ้าที่ผสานเข้ากับพื้นผิวอาคารโค้ง
- แหล่งพลังงานสำหรับอุปกรณ์สวมใส่หรือพื้นผิวที่ต้องแนบไปกับรูปทรงต่าง ๆ
- ระบบพลังงานน้ำหนักเบาสำหรับโดรน
- โครงสร้างอากาศยานและอวกาศที่ให้ความสำคัญกับน้ำหนักและปริมาตรขณะจัดเก็บ
สำหรับการใช้งานเหล่านี้ จุดขายอาจไม่ใช่ประสิทธิภาพสูงสุดเพียงอย่างเดียว แผงที่เบา พับได้ หรือแนบไปกับพื้นผิวโค้งอาจใช้งานได้ในพื้นที่ที่แผงแข็งแบบเดิมติดตั้งหรือขนส่งได้ยาก
จะนำไปทำแผงดาวเทียมแบบม้วนเก็บได้หรือไม่
แนวคิดนี้มีความเป็นไปได้มากพอที่จะเดินหน้าวิจัยต่อ แผงสุริยะที่เบาและยืดหยุ่นอาจพับหรือม้วนเก็บระหว่างการปล่อยขึ้นสู่อวกาศ แล้วกางออกเมื่อเข้าสู่วงโคจรได้ แต่ประสิทธิภาพ 28.04% ที่รายงานยังไม่ใช่หลักฐานว่าเซลล์ดังกล่าวพร้อมสำหรับดาวเทียม
การนำไปใช้ในอวกาศต้องผ่านการทดสอบที่เข้มข้นกว่าการส่องแสงต่อเนื่องบนโต๊ะทดลอง เช่น
- ความทนทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลตและอนุภาคพลังงานสูง
- ความเสถียรในสุญญากาศ รวมถึงการควบคุมการคายก๊าซจากวัสดุ
- ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำ ๆ
- ความแข็งแรงเชิงกลระหว่างการปล่อย การกางแผง และการทำงานในวงโคจร
- ประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอเมื่อขยายพื้นที่ผลิตและเชื่อมต่อเป็นโมดูลหลายชุด
ข้อมูลที่มีอยู่ยืนยันสถิติประสิทธิภาพที่ผ่านการรับรองและผลการรักษาประสิทธิภาพภายใต้การส่องแสง แต่ยังไม่ได้ยืนยันการรับรองสำหรับสภาพแวดล้อมอวกาศ ความแตกต่างระหว่างเซลล์ขนาดเล็กที่ทำสถิติได้กับระบบที่พร้อมบินจริงจึงเป็นประเด็นสำคัญ
ขั้นต่อไปคือการขยายขนาดและทดสอบให้เหมือนการใช้งานจริง
ความท้าทายทางวิศวกรรมระยะถัดไปน่าจะอยู่ที่การขยายการผลิตให้ทำซ้ำได้สม่ำเสมอ จากเซลล์ขนาดเล็กไปสู่ซับโมดูลที่มีพื้นที่ใหญ่ขึ้น ต่อด้วยโมดูลยืดหยุ่นที่มีจุดเชื่อมต่อและการห่อหุ้มที่เชื่อถือได้
นักวิจัยยังต้องตรวจสอบพฤติกรรมของอุปกรณ์ทั้งระบบภายใต้เงื่อนไขที่เกิดขึ้นพร้อมกันจริง เช่น ความร้อน แสง ความชื้น การดัดงอ สุญญากาศ และรังสี เซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูงจะกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่นำไปใช้งานได้ก็ต่อเมื่อสามารถรักษาผลลัพธ์เดิมไว้ได้ในพื้นที่ใหญ่ขึ้นและตลอดแรงกดดันของสภาพแวดล้อมเป้าหมาย
ดังนั้น ผลงานของทีมสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีนจึงเป็นความก้าวหน้าสองด้านในเวลาเดียวกัน ได้แก่ สถิติประสิทธิภาพแบบคงที่ที่ผ่านการรับรอง 28.04% สำหรับเซลล์แทนเดมเพอรอฟสไกต์–อินทรีย์ และกลยุทธ์ด้านวัสดุที่มุ่งทำให้เพอรอฟสไกต์แบนด์แกปกว้างมีเสถียรภาพมากขึ้นภายใต้แสง ความสำคัญในวงกว้างจะขึ้นอยู่กับว่าแต้มต่อเหล่านี้ยังคงอยู่หรือไม่เมื่อเข้าสู่การผลิตระดับใหญ่และการทดสอบความน่าเชื่อถือเฉพาะด้านการใช้งาน
Studio Global AI
ทำการวิจัยต่อ
หน้านี้รวมคำตอบที่ได้รับการสนับสนุนจากแหล่งที่มาซึ่งคุณสามารถดำเนินการต่อภายใน Studio Global
คนยังถาม
คำตอบสั้น ๆ สำหรับ "เบื้องหลังสถิติโลก 28.04% ของเซลล์แสงอาทิตย์แทนเดมเพอรอฟสไกต์–อินทรีย์" คืออะไร
ทีมนักวิจัยจากสถาบันเคมี สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน นำโดยหลี่ หย่งฟาง และเมิ่ง เล่ย รายงานประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าแบบคงที่ที่ผ่านการรับรอง 28.04% ซึ่งเป็นสถิติโลกของเซลล์แสงอาทิตย์แทนเดมเพอรอฟสไกต์–อินทรีย์
ประเด็นสำคัญที่ต้องตรวจสอบก่อนคืออะไร?
ทีมนักวิจัยจากสถาบันเคมี สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน นำโดยหลี่ หย่งฟาง และเมิ่ง เล่ย รายงานประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าแบบคงที่ที่ผ่านการรับรอง 28.04% ซึ่งเป็นสถิติโลกของเซลล์แสงอาทิตย์แทนเดมเพอรอฟสไกต์–อินทรีย์ หัวใจของความก้าวหน้าคือการควบคุมตำหนิของวัสดุในทุกช่วง ตั้งแต่การเตรียมวัสดุ การก่อตัวของฟิล์ม ไปจนถึงการทำงานภายใต้แสง เพื่อยับยั้งการแยกเฟสของเฮไลด์ที่เกิดจากแสง
ฉันควรทำอย่างไรต่อไปในทางปฏิบัติ?
เซลล์ยังคงประสิทธิภาพเริ่มต้นไว้ 90% หลังได้รับแสงต่อเนื่อง 625 ชั่วโมง ซึ่งช่วยตอบโจทย์ด้านเสถียรภาพของเพอรอฟสไกต์แบนด์แกปกว้าง