ตลอดประวัติศาสตร์มนุษยชาติ นวัตกรรมสำคัญมักเกิดขึ้นเมื่อเราถูกบีบคั้นจากวิกฤต และในศตวรรษที่ 21 นี้ ไม่มีวิกฤตใดใหญ่ไปกว่าปัญหาโลกร้อนอีกแล้ว
อุณหภูมิโลกที่พุ่งสูงขึ้นอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน ภัยพิบัติธรรมชาติที่รุนแรงขึ้นทวีคูณ ค่าไฟฟ้าที่ผันผวนตามราคาเชื้อเพลิงฟอสซิล และความต้องการพลังงานสะอาดที่เติบโตเร็วที่สุดในประวัติศาสตร์ ล้วนผลักดันให้มนุษยชาติต้องหาคำตอบสำหรับคำถามสำคัญว่า: “พลังงานสะอาดจะถูกกว่า ง่ายกว่า และเข้าถึงได้มากกว่านี้ไหม?”
มากกว่า 70 ปีที่ผ่านมา คำตอบของโลกคือแผงโซลาร์ซิลิคอน แม้จะเป็นเทคโนโลยีที่ดี แต่ก็มีข้อจำกัดพื้นฐานหลายประการที่ยากจะแก้ไข อาทิ ต้นทุนการผลิตที่สูง น้ำหนักที่หนัก โครงสร้างที่แข็งและไม่ยืดหยุ่น ต้องการแสงแดดจัดในการทำงาน กระบวนการติดตั้งที่ซับซ้อน และที่สำคัญคือต้องใช้กระบวนการผลิตที่ร้อนจัดกว่า 1,000 องาศาเซลเซียส ทำให้การผลิตยังคงผูกติดอยู่กับโรงงานขนาดใหญ่ในไม่กี่ประเทศเท่านั้น
ข้อจำกัดเหล่านี้ทำให้โลกตระหนักว่าเราต้องการ “โซลาร์เจนใหม่” ที่สามารถเปิดโอกาสให้คนธรรมดาเข้าถึงการผลิตไฟฟ้าได้จริง เทคโนโลยีที่เล็ก เบา ราคาถูก และทำงานได้ดีแม้ในสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย
แล้ววันหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มค้นพบวัสดุที่ไม่มีใครคาดคิดว่าจะมาถึงจุดนี้ได้ วัสดุที่ในตอนแรกเป็นเพียงของทดลองในห้องแล็บ แต่วันนี้กลับกลายเป็น “ผู้ท้าชิงที่อันตรายที่สุดของซิลิคอน” นั่นคือ เพอรอฟสไกต์ (Perovskite Solar Cell) ซึ่งอาจเป็นการปฏิวัติครั้งใหญ่ที่สุดในวงการพลังงานแสงอาทิตย์นับตั้งแต่ปี 1954
เมื่ออุณหภูมิโลกพุ่งสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง สหประชาชาติได้ออกคำเตือนชัดเจนว่า โลกต้องเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนให้เป็น 3 เท่าภายในปี 2030 มิฉะนั้น “หน้าต่างเวลา” ที่เรายังสามารถแก้ไขปัญหาโลกร้อนได้จะปิดลงอย่างถาวร
ปัญหาคือแผงโซลาร์ซิลิคอนผลิตไม่ทันความต้องการ การติดตั้งไม่เร็วพอ และต้นทุนยังสูงเกินไปสำหรับประเทศกำลังพัฒนา นักวิจัยจึงเริ่มตั้งโจทย์ใหม่ที่ฟังดูเหมือนเพ้อฝัน: สามารถทำแผงโซลาร์ที่เคลือบได้เหมือนหมึกพิมพ์ไหม? ผลิตในอุณหภูมิต่ำได้ไหม? ทำให้เบาเหมือนกระดาษได้ไหม? และที่สำคัญคือ ประสิทธิภาพยังต้องสูงกว่าแผงเดิมอีกด้วย
โจทย์เหล่านี้เองที่กลายเป็นประตูสู่การค้นพบเพอรอฟสไกต์
เพอรอฟสไกต์เป็นวัสดุกึ่งตัวนำที่มีความสามารถในการดูดซับแสงได้อย่างยอดเยี่ยม แม้โครงสร้างจะบางมาก แต่สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าได้สูงอย่างน่าทึ่ง และที่น่าสนใจที่สุดคือสามารถผลิตได้ที่อุณหภูมิเพียงประมาณ 100 องศาเซลเซียส ซึ่งต่างจากซิลิคอนที่ต้องใช้ 1,000 องศาเซลเซียสอย่างสิ้นเชิง
ข้อได้เปรียบของเพอรอฟสไกต์คือไม่ต้องการเตาอุณหภูมิสูง ไม่ต้องใช้แผ่นผลึกขนาดใหญ่ ไม่ต้องมีโครงรองรับที่หนัก และที่สำคัญคือทำงานได้ดีแม้ในวันที่มีเพียงแสงอ่อนหรือท้องฟ้าครึ้ม นอกจากนี้ยังสามารถใช้แม้กระทั่งแสง X-ray ในการผลิตไฟฟ้าได้อีกด้วย
การเปรียบเทียบความเร็วในการพัฒนาระหว่างสองเทคโนโลยีนี้ช่างน่าทึ่ง แผงโซลาร์ซิลิคอนใช้เวลาถึง 70 ปีกว่าจะพัฒนาประสิทธิภาพไปถึง 27% แต่เพอรอฟสไกต์กลับพุ่งจาก 3-5% ไปถึง 27.3% ภายในเวลาเพียงไม่กี่ปี ความเร็วในการพัฒนานี้ทำให้อุตสาหกรรมโซลาร์ทั่วโลกต้องหันมาจับตามอง และประเทศมหาอำนาจต่างเร่งลงทุนในเทคโนโลยีนี้
เมื่อพิจารณาจากด้านต้นทุน การเคลือบวัสดุเพอรอฟสไกต์พื้นที่ 1 ตารางเมตรมีค่าใช้จ่ายเพียง 1 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับวัสดุล้วนๆ นี่ทำให้มันกลายเป็นเทคโนโลยีที่ยิ่งผลิตมาก ต้นทุนก็ยิ่งลดลง ซึ่งต่างจากวัสดุอื่นๆ ที่เคยมีมาอย่างสิ้นเชิง
เพอรอฟสไกต์ไม่ได้เพียงแค่ถูกกว่าเท่านั้น แต่มันยังแก้ปัญหาหลายประการที่ซิลิคอนทำไม่ได้มานานหลายสิบปี
การทำงานดีในแสงน้อย เปิดโอกาสให้ใช้งานในอาคารและอุปกรณ์ IoT ได้ทันที ปัจจุบันคอนโดมิเนียม ห้างสรรพสินค้า และอาคารสำนักงานต่างใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก แต่ไม่สามารถติดตั้งแผงซิลิคอนที่มีน้ำหนักมากได้ และแสงสว่างภายในอาคารก็ไม่เพียงพอต่อการทำงานของมัน เพอรอฟสไกต์จึงเข้ามาเปลี่ยนเกมนี้ได้ทันที
ความสามารถในการทำเป็นฟิล์มบาง เปิดตลาดการติดตั้งบนกระจกและผิวอาคารที่มีมูลค่าสูงมหาศาล ลองจินตนาการว่ากระจกหน้าต่างอาคารสำนักงานทุกบานทั่วโลกสามารถผลิตไฟฟ้าได้ นี่คือโอกาสที่จะเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมการก่อสร้างโดยสิ้นเชิง
การผลิตที่รวดเร็วและราคาถูก ช่วยให้ประเทศกำลังพัฒนาสามารถเข้าถึงพลังงานสะอาดได้จริง นี่คือหัวใจสำคัญของความยุติธรรมด้านสภาพภูมิอากาศ (Climate Justice)
ความเหมาะสมกับเทคโนโลยีแบบผสม (Tandem) ที่สำคัญคือเมื่อนำเพอรอฟสไกต์มาวางทับซิลิคอน จะได้ประสิทธิภาพที่สูงกว่าเทคโนโลยีโซลาร์ใดๆ ในโลกปัจจุบัน นี่คือรุ่นถัดไปของแผงโซลาร์โลก
จุดอ่อนหลักของเพอรอฟสไกต์คือความไวต่อความชื้น แต่นี่คือสิ่งที่นักวิจัยกว่า 50,000 คนทั่วโลกกำลังเร่งแก้ไขอยู่ ความก้าวหน้าเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจนปัจจุบันมีฟิล์มโซลาร์ที่มีชั้นเคลือบกันน้ำแล้ว ประเทศญี่ปุ่นยังทดสอบความทนทานอย่างเข้มงวดที่ท่าเรือโยโกฮามาเป็นเวลา 3 ปี ผลปรากฏว่าแผงไม่แตก ไม่หลุด และไม่เสียหาย
ขั้นตอนถัดไปคือการทดสอบในประเทศไทย ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีทั้งฝุ่น PM2.5 ความชื้นสูง และแสงแดดร้อนจัดที่สุดแห่งหนึ่งของโลก หากผ่านการทดสอบในไทยได้ ก็ถือว่าพร้อมสำหรับตลาดทั่วโลกแล้ว
บริษัท เสนา กรีน เอนเนอร์ยี่ จำกัด ภายใต้เครือเสนาดีเวลลอปเม้นท์ จำกัด (มหาชน) ร่วมกับ บริษัทแม็คนิก้า ประเทศญี่ปุ่น ประกาศความร่วมมือดำเนิน โครงการสาธิตเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด Perovskite ในสภาพอากาศกึ่งร้อนของประเทศไทย โดยได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาลญี่ปุ่นผ่านกลไก Joint Crediting Mechanism (JCM) ความร่วมมือนี้นับเป็นครั้งแรกของโลกที่ Perovskite Solar Cell ที่ผลิตในญี่ปุ่นถูกนำมาทดสอบใช้งานจริงในสภาพอากาศเขตร้อนชื้นของไทย ถือเป็นจุดเริ่มต้นสำคัญของความร่วมมือระดับนานาชาติด้านพลังงานสะอาดระหว่างไทยและญี่ปุ่น
โครงการนี้มีเป้าหมายเพื่อประเมินศักยภาพและความทนทานของเทคโนโลยี Perovskite Solar Cell (PSC) ซึ่งได้รับการยอมรับว่าเป็นโซลาร์เซลล์รุ่นถัดไป ทั้งในด้านความบาง เบา ยืดหยุ่น และการทำงานได้ดีแม้ในสภาพแสงน้อย การวิจัยภาคสนามครั้งนี้จะช่วยต่อยอดการพัฒนา PSC ให้พร้อมต่อการใช้งานจริงในภูมิอากาศเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และวางรากฐานสู่การประยุกต์ใช้ในบ้าน อาคารสำนักงาน ยานยนต์ไฟฟ้า และโครงสร้างพื้นฐานพลังงานสะอาดในอนาคต โดยมีเป้าหมายสูงสุดเพื่อเร่งการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและผลักดันสังคมสู่อนาคตพลังงานคาร์บอนต่ำอย่างยั่งยืน
ความสำคัญที่แท้จริงของเพอรอฟสไกต์ไม่ได้อยู่แค่การทำให้โซลาร์ถูกลงเท่านั้น แต่มันกำลังเปลี่ยนแปลง “โครงสร้างอำนาจด้านพลังงาน” จากเดิมที่โรงไฟฟ้าไม่กี่แห่งเป็นผู้ควบคุมพลังงาน ไปสู่อนาคตที่ทุกอาคาร ทุกหน้าต่าง ทุกผนัง สามารถผลิตไฟฟ้าเองได้
สามคุณสมบัติเด่นของเพอรอฟสไกต์ คือ เบา บาง และต้นทุนต่ำ แต่ผลกระทบที่ตามมานั้นลึกซึ้งกว่ามาก มันคือโซลาร์ที่ไม่ต้องเป็นแผงอีกต่อไป คือโซลาร์ที่สามารถอยู่ในชีวิตประจำวันได้ทุกที่ และคือโซลาร์ที่เปิดโอกาสให้ประเทศกำลังพัฒนาเข้าสู่ยุคพลังงานสะอาดในราคาที่จับต้องได้
นี่คือเหตุผลที่เพอรอฟสไกต์ถูกเรียกว่า “โซลาร์ไร้ขีดจำกัด” (Limitless Solar) และอาจเป็นหนึ่งในชิ้นส่วนสำคัญที่สุดในการต่อสู้กับวิกฤตโลกร้อนของมนุษยชาติในศตวรรษนี้
ด้าน ศาสตราจารย์ ซึโตะมุ มิยะซะกะ (Prof.Miyasaka Tsutomu) จากมหาวิทยาลัยโตอิน โยโกฮาม่า (Toin Yokohama) ประเทศญี่ปุ่น ผู้คิดค้น เพอรอฟสไกต์ กล่าวว่า นี่คือ เทคโนโลยีโซลาร์เซลล์แห่งอนาคต ที่ก้าวข้ามทุกข้อจำกัดของโซลาร์เซลล์ในตลาด เพราะมีคุณสมบัติที่บาง เบา ยืดหยุ่น สามารถผลิตไฟฟ้าได้แม้ในสภาพแสงน้อย จากไฟ LED และติดตั้งได้ในพื้นที่ที่โซลาร์เซลล์ทั่วไปมีข้อจำกัด พื้นที่โค้งหรืออาคารดีไซน์พิเศษ เข้ากับทุกพื้นผิว ไม่ใช่เฉพาะเพียงหลังคา กระจก หน้าต่าง อาคารและรถยนต์ ต่างเป็นแหล่งดูดซับพลังงานโซลาร์ได้
โครงการนี้บริหารจัดการภายใต้ International Consortium ระหว่าง บริษัท แม็คนิก้า อิงค์ ประเทศญี่ปุ่น ในฐานะผู้แทนโครงการ และบริษัท เสนา กรีน เอนเนอร์ยี่ จำกัด ในฐานะพันธมิตร จัดเตรียมสถานที่ทดลอง สนับสนุนการสาธิต และติดตามประสิทธิภาพการทำงานของระบบจริงในประเทศไทย
“ประเทศไทยมีความเหมาะสมในสภาพอากาศที่ท้าทายมีความร้อนชื้น และมีปัญหา PM2.5 ดังนั้น หากผ่านก้าวข้ามพื้นที่มียากที่สุด ก็สามารถติดตั้งได้ในทุกพื้นที่ในโลกได้”
จุดเริ่มต้น: วิกฤตโลกร้อนเร่งการเปลี่ยนแปลง
เพอรอฟสไกต์คืออะไร
เหตุผลที่จะเปลี่ยนโฉมหน้าตลาด
ความท้าทายที่กำลังแก้ไข
ความหมายต่ออนาคต
