โซลาร์เซลล์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีพลังงานสะอาดที่มีบทบาทสำคัญในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) โดยรายงาน Global Energy Review 2026 ของ International Energy Agency (IEA) ระบุว่า การติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar PV) ตั้งแต่ปี 2019 มีส่วนช่วยให้ทั่วโลกหลีกเลี่ยงการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 1,500 ล้านตันในปี 2025 สะท้อนถึงบทบาทสำคัญของพลังงานแสงอาทิตย์ในการมุ่งสู่เป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero Emissions) ขณะที่ประเทศไทยกำลังขยายการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ เทคโนโลยีและอุปกรณ์สำคัญส่วนหนึ่งยังต้องพึ่งพาการนำเข้าจากต่างประเทศ หากวันหนึ่งเกิดข้อจำกัดในการนำเข้า ประเทศไทยจะเหลือทางเลือกในการใช้พลังงานทางเลือกเท่าใด และจะดีเพียงใดหากเราสามารถพัฒนาเทคโนโลยีนี้ได้ด้วยตนเอง

ซีรีส์บทความ “นวัตกรรม มจธ. เพื่อเมืองคาร์บอนต่ำ” ตอนนี้ จะพาไปทำความรู้จักกับโซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกท์ (Perovskite Solar Cells) เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ที่อาจช่วยเปิดโอกาสให้ประเทศไทยก้าวจากการเป็น “ผู้ซื้อเทคโนโลยี” ไปสู่ “ผู้พัฒนาเทคโนโลยี” ผ่านผลงานวิจัย “นวัตกรรมเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น: การปรับสภาพผิวแบบสองมิติเพื่อประสิทธิภาพและความคงทนในเทคโนโลยีเพอรอฟสไกท์” ของ ผศ. ดร.นพพร รุจิสัมพันธ์ อาจารย์ประจำหลักสูตรวิทยาศาสตร์นาโนและนาโนเทคโนโลยี และหัวหน้าห้องปฏิบัติการ Interface & Surface Characterization (ISC) คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ที่มุ่งพัฒนาองค์ความรู้และเทคโนโลยีพลังงานสะอาดภายในประเทศ เพื่อสร้างโอกาสในการนำไปใช้ประโยชน์ในอนาคต

โซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกท์คืออะไร

โซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกท์ (Perovskite Solar Cells) เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้วัสดุที่มีโครงสร้างผลึกแบบเพอรอฟสไกท์เป็นชั้นดูดซับแสง จัดอยู่ในกลุ่มโซลาร์เซลล์รุ่นที่ 3 ซึ่งเป็นกลุ่ม Emerging New Technology (Kaur, 2023) และกำลังได้รับความสนใจจากนักวิจัยทั่วโลก

หลักการทำงานเริ่มจากการที่วัสดุเพอรอฟสไกท์ดูดซับพลังงานแสงและสร้างประจุไฟฟ้า จากนั้นประจุจะถูกแยกและลำเลียงผ่านชั้นวัสดุต่าง ๆ ไปยังขั้วไฟฟ้า เพื่อนำกระแสไฟฟ้าออกไปใช้งาน โดยโครงสร้างของเซลล์ประกอบด้วยวัสดุหลายชั้นวางซ้อนกันคล้ายขนมชั้น ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ทั้งนี้ โซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกท์มีหลายโครงสร้าง ความแตกต่างขึ้นอยู่กับลำดับการจัดเรียงชั้น จำนวนชั้น และวัสดุที่ใช้

ตัวอย่างภาพ โซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกท์ (Perovskite Solar Cells)

ที่มา U.S. Department of Energy, Perovskite Solar Cells.

จุดเด่นของเทคโนโลยีนี้คือ มีน้ำหนักเบาและยืดหยุ่น อีกทั้งยังมีกระบวนการผลิตทางเคมีที่ไม่ซับซ้อน คุณสมบัติเหล่านี้เปิดโอกาสให้สามารถออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับพื้นผิวที่หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นกระจกอาคาร ผนัง หรือพื้นผิวโค้งของยานพาหนะ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ระบบเซ็นเซอร์ หรืออุปกรณ์สำหรับสวมใส่ นอกจากแสงแดดแล้ว โซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกท์ยังสามารถผลิตไฟฟ้าจากแสงหลอดไฟภายในอาคารได้อีกด้วย

โซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกท์ในงานวิจัย มจธ.

แม้โซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกท์จะมีคุณสมบัติที่น่าสนใจ แต่ความท้าทายสำคัญประการหนึ่งคือ การรักษาประสิทธิภาพและความคงทนของเซลล์ให้สามารถใช้งานได้ในระยะยาว ซึ่งเป็นโจทย์ที่ ผศ. ดร.นพพร และทีมวิจัยให้ความสำคัญ โดยนำเทคนิค “การปรับสภาพผิวแบบสองมิติ” (Two-Dimensional Surface Passivation) มาใช้ในการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น เทคนิคนี้เปรียบได้กับ “การซ่อมถนนระดับนาโน” ที่มุ่งลดตำหนิขนาดเล็กบนพื้นผิววัสดุเพอรอฟสไกท์ ซึ่งเป็นบริเวณที่อาจทำให้ประจุไฟฟ้าสูญเสียไปก่อนถูกนำออกมาใช้งาน การปรับสภาพผิวจึงเป็นแนวทางหนึ่งที่ช่วยลดการสูญเสียประจุ และมีศักยภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพและความคงทนของเซลล์

ข้อมูลผลการพัฒนาของทีมวิจัยแสดงให้เห็นว่า เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกท์มีประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 21% ซึ่งใกล้เคียงกับเทคโนโลยีระดับโลกซึ่งอยู่ที่ 26%-27% และมีระดับความพร้อมทางเทคโนโลยี (Technology Readiness Level: TRL) ระดับ 4 ซึ่งเป็นขั้นตอนของการพัฒนาและตรวจสอบความถูกต้องของเทคโนโลยีในห้องปฏิบัติการ งานวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่นนี้ได้รับรางวัลการวิจัยแห่งชาติ และรางวัลผลงานคุณภาพ NRCT Quality Achievement Award ประจำปีงบประมาณ 2569 แม้ยังต้องพัฒนาต่อก่อนนำไปใช้งานจริง แต่นับเป็นความก้าวหน้าอีกหนึ่งขั้นของการสร้างองค์ความรู้และความสามารถด้านเทคโนโลยีพลังงานสะอาดภายในประเทศ

โซลาเซลล์เพอรอฟสไกท์กับโอกาสในการขับเคลื่อนเมืองคาร์บอนต่ำ

การพัฒนาเมืองคาร์บอนต่ำไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการลดการใช้พลังงาน แต่ยังรวมถึงการเพิ่มสัดส่วนพลังงานสะอาด โซลาร์เซลล์เพอรอฟสไกท์จึงเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่น่าจับตามอง ด้วยศักยภาพในการประยุกต์ใช้กับพื้นผิวที่หลากหลาย และการพัฒนาประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า ซึ่งอาจช่วยสนับสนุนเมืองคาร์บอนต่ำในด้านต่าง ๆ ได้แก่

• เพิ่มพื้นที่ผลิตพลังงานสะอาด สามารถพัฒนาเพื่อติดตั้งบนส่วนต่าง ๆ ของอาคาร เช่น หลังคา ผนัง และกระจก ช่วยเพิ่มโอกาสในการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ในเมืองที่มีพื้นที่จำกัด และยังช่วยเพิ่มปริมาณพลังงานสะอาด
• ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล การผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์เพื่อใช้ภายในอาคารสามารถช่วยลดความต้องการไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานฟอสซิล และมีส่วนลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

ผศ. ดร.นพพรให้สัมภาษณ์ถึงเป้าหมายของงานวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่นว่า นอกเหนือจากรางวัลที่ได้รับ สิ่งสำคัญคือการวางรากฐานให้ประเทศไทยสามารถพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานสะอาดได้ด้วยตนเอง เพื่อช่วยสร้างความมั่นคงทางพลังงานที่ยั่งยืนด้วยฝีมือคนไทย (มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, 2569) สะท้อนให้เห็นทั้งโอกาสและความท้าทายของการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานสะอาดของประเทศไทย ขณะเดียวกัน การสร้างองค์ความรู้ภายในประเทศยังเป็นรากฐานสำคัญในการพัฒนานวัตกรรมที่อาจมีส่วนสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านสู่เมืองคาร์บอนต่ำและบรรลุเป้าหมาย Net Zero Emissions ในอนาคต

แหล่งที่มา

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. (2569, 5 มิถุนายน). “ไทยต้องไม่เป็นแค่ผู้ซื้อเทคโนโลยี” มจธ. พัฒนานวัตกรรมเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น ปูทางความมั่นคงด้านพลังงานสะอาดของประเทศ. https://www.kmutt.ac.th/news/research-innovation/05/06/2026/106993/

International Energy Agency. (2026). Global Energy Review 2026. IEA. https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2026/co2-emissions

Kaur, R. (2023). Solar cells: Types and applications. In Futuristic trends in renewable & sustainable energy V3B6 (Vol. 3, pp. 239–251). Iterative International Publishers. https://doi.org/10.58532/V3BARS6P7CH2

Shah, N., Shah, A. A., Leung, P. K., Khan, S., Sun, K., Zhu, X., & Liao, Q. (2023). A review of third generation solar cells. Processes, 11(6), 1852. https://doi.org/10.3390/pr11061852

U.S. Department of Energy. (n.d.). Perovskite solar cells. https://www.energy.gov/cmei/systems/perovskite-solar-cells

Wen, J., Hu, H., Chen, C., McMeekin, D. P., Xiao, K., Lin, R., Liu, Y., Snaith, H. J., Tang, J., Paetzold, U. W., & Tan, H. (2025). Present status of and future opportunities for all-perovskite tandem photovoltaics. Nature Energy, 10, 681–696. https://doi.org/10.1038/s41560-025-01782-0