การเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์โดยใช้สารผสมระหว่างโพลิเมอร์และคาร์บอนควอนตัมดอทที่สังเคราะห์ได้จากเปลือกกุ้งก้ามกราม

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

นพคุณ ปานเพ็ชร์, ภูมิพัฒน์ รัตนวัฒน์, พศิน พันธุ์สินปทีป

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

พิพัฒน์ เรือนคำ, สายใย ไชยวัณณ์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนยุพราชวิทยาลัย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2565

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

งานวิจัยนี้ผู้วิจัยต้องการเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์โดยใช้สารผสมระหว่างโพลิเมอร์และคาร์บอนควอนตัมดอทที่สังเคราะห์ได้จากเปลือกกุ้งก้ามกราม โดยคาร์บอนควอนตัมดอทที่ใช้ในงานวิจัยถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยใช้ไคโตซานในเปลือกกุ้งก้ามกรามเป็นสารตั้งต้น คาร์บอนควอนตัมดอทที่สังเคราะห์ได้มีความสามารถในการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและนำไฟฟ้าที่ดี ตลอดจนมีคุณสมบัติทางแสงที่โดดเด่น โดยคาร์บอนควอนตัมดอทที่สังเคราะห์ได้เมื่อถูกกระตุ้นด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตจะเกิดการเรืองแสงสีฟ้าสว่าง สามารถนำไปวิเคราะห์ค่าการดูดกลืนแสงโดยใช้เครื่อง UV-Visible Spectrometer ได้ค่าการดูดกลืนแสงสูงที่สุดอยู่ที่ 289 นาโนเมตร และวิเคราะห์ค่าการเรืองแสงฟลูออเรสเซนส์โดยใช้เครื่อง Photoluminescence Spectrometer ได้ค่าการเรืองแสงฟลูออเรสเซนส์สูงสุดอยู่ที่ 433 นาโนเมตร จากนั้นคาร์บอนควอนตัมดอทถูกผสมกับโพลิเอทิลีนไกลคอลเพื่อเพิ่มความเป็นเนื้อเดียวกันของสารละลายคาร์บอนควอนตัมดอทกับโพลิเอทิลีนไกลคอลและเพิ่มความเสถียรของพื้นผิวเมื่อเคลือบสารละลายลงในระหว่างชั้นการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและชั้นเพอรอฟสไกต์ของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ เมื่อวิเคราะห์ค่าการแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ ภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน AM1.5G จะได้ว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ที่มีสารผสมคาร์บอนควอนตัมดอทและโพลิเอทิลีนไกลคอลเป็นส่วนประกอบมีค่าเฉลี่ยการแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าเท่ากับ 8.24% ซึ่งคาร์บอนควอนตัมดอทและโพลิเอทิลีนไกลคอลช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ได้ถึง 40% ของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ปกติ

ดังนั้นในงานวิจัยนี้สามารถนำเปลือกกุ้งก้ามกรามที่เป็นอาหารเหลือทิ้งมาสังเคราะห์เป็นคาร์บอนควอนตัมดอทใช้ร่วมกับโพลิเอทิลีนไกลคอลเพื่อประยุกต์ใช้เป็นชั้นฟิลม์เคลือบลงในระหว่างชั้นถ่ายโอนอิเล็กตรอนและชั้นเพอรอฟสไกต์ของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์