1. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง
DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS,
DSSC,S
____________________________นางสาว นูรอัยนี ดาโอะ
รหัสนักศึกษา 5205502973
คณะวิทยาศาสตร์ สาขา ฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยรามคาแหง
Miss Nurainee Daa-O
Faculty of Science, Physics ,Ramkhamhaeng
University

4. และในปัจจุบันกาลังเป็นที่สนใจเป็นอย่างมากทั้งในเชิงวิชาการและในเชิงพาณิชย์เนื่องจากเซลล์
แสงอาทิตย์ชนิดนี้มี ประสิทธิภาพใกล้เคียงกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดรอยต่อ ( p-n )
ของสารกึ่งตัวนาซิลิคอนแต่มีกระบวนการผลิตที่ง่ายกว่าทาให้มีต้นทุนการผลิตต่ากว่า
เพื่อเป็นทางเลือกหนึ่งที่จะใช้แทนที่เซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอนได้เนื่องจากผลิตได้ง่าย
ใช้วัสดุราคาไม่แพงและมีต้นทุนต่าจึงมีประโยชน์อย่างมากในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เชิงการค้า

5. คือ เซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสงใช้สีย้อมไวแสงเป็นตัวรับพลังงานจากแสงอาทิตย์
ไปกระตุ้นอิเล็กตรอนให้กระโดดจากสถานะพื้น (ground state)
ไปยังสถานะกระตุ้น (excited state) จากนั้นอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่
ไปยังอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ที่เคลือบอยู่บนขั้วไฟฟ้ าโปร่งแสง
ทาให้เกิดกระแสไฟฟ้ าเกิดขึ้น
แนวความคิดนี้เกิดจากการเลียนแบบการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชที่พืชจะใช้
คลอโรฟิลล์ (chlorophill) ทาหน้าที่เป็นตัวรับพลังงาน
และเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และน้า (H2O)
ไปเป็นน้าตาล (C2H12O6) และออกซิเจน
ซึ่งจะมีการไหลเวียนของอิเล็กตรอนในกระบวนการนี้
และกระบวนการอื่นที่เกี่ยวข้องด้วย

6. รูปที่ 1 โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง

8. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง มีองค์ประกอบที่สาคัญ คือ
สีย้อมไวแสง อนุภาคของโลหะออกไซด์ สารอิเล็กโตรไลต์
หรือ ตัวส่งผ่านประจุบวก และขั้วไฟฟ้ าโปร่งแสง (ตามรูป 1)
โดยแต่ละส่วนมีหน้าที่และสมบัติที่สาคัญดังนี้
1 . สีย้อมไวแสง
เป็นสารที่ยึดเกาะอยู่กับอนุภาคระดับนาโนของสารกึ่งตัวนาโลหะออกไซด์
ด้วยพันธะ –OH หรือ =O ( พันธะเดี่ยว หรือ พันธะคู่ )
ตัวอย่างสีย้อมที่ใช้กันอย่าง แพร่หลาย
เช่น Ruthenium, Eosin-Y หรือ Pigment ในพืช
เช่น Chlorophyll และ Anthocyanin เป็นต้น
ส่วนประกอบที่สาคัญเซลล์

9. ซึ่งทาหน้าที่
ดูดกลืนแสงหรือรับพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์
และ ทาหน้าที่ส่งผ่านอิเล็กตรอน หรือ ปลดปล่อยอิเล็กตรอนออกไป
ให้กับอนุภาคระดับนาโนของโลหะออกไซด์
ดังนั้นจะต้องมีสมบัติที่สาคัญ เช่น
มีสเปกตรัมการดูดกลืนแสงกว้างในช่วงตาเห็นและช่วงใกล้อินฟาเรด
เพื่อดูดกลืนแสงอาทิตย์ให้ได้มากที่สุด
มีค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงสูง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
ในการจับแสงโฟตอนที่ตกกระทบ มีคุณสมบัติของสภาวะพื้น
และสภาวะกระตุ้นที่เหมาะสม มีเสถียรภาพสูงในสภาวะถูกออกซิไดซ์
สามารถยึดเกาะบนผิวอนุภาคระดับนาโนของโลหะออกไซด์ได้ดี

10. 2. ชั้นอนุภาคของโลหะออกไซด์
เป็นสารกึ่งตัวนาโลหะออกไซด์ (Metal-Oxide Semiconductor)
ที่มีช่องว่างแถบพลังงานสูง(Wide Band-Gap) ซึ่งสารกึ่งตัวนาที่นา
มาศึกษากันอย่างแพร่หลาย คือ TiO2 , ZnO และ Nb2O5
ทำหน้ำที่ รับและส่งผ่านอิเล็กตรอน และเป็นพื้นผิวสาหรับการยึดเกาะ
ของโมเลกุลสีย้อมไวแสง ต้องมีแถบช่องว่างพลังงานกว้าง
(มากกว่า 3 eV) มีพื้นที่ผิวมาก
เหตุผลที่นิยมใช้ไททาเนียมไดออกไซด์เป็นขั้วไฟฟ้าแอโนด
คือโครงสร้างวัสดุนาโนที่เตรียมจากอนุภาคไททาเนียมไดออกไซด์จะมีขนาด
เส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 10-20 นาโนเมตร ความหนาประมาณ 5-20 ไมครอน
และมวลของไททาเนียมไดออกไซด์มีค่าประมาณ 1-4 mg/cm2
และมีโครงสร้าง แบบอะนาเทส ซึ่งจะให้พื้นที่ผิวมากกว่าโครงสร้าง แบบรูไทล

11. และเป็นสารกึ่งตัวนาที่มีรูพรุน และ พื้นที่ผิวสูงกว่าสารกึ่งตัวนาชนิด
อื่น มีอัตราการส่งผ่านอิเล็กตรอนเร็ว และอัตราการรวมตัวของประจุช้า
(recombination) โดยทั่วไปความต่างศักย์ของเซลล์
แสงอาทิตย์แบบสีย้อมไวแสงมีค่าประมาณ 0.5-0.7 V ซึ่งจะไม่ขึ้นกับ
ขนาดของเซลล์สาหรับค่ากระแสไฟฟ้ าของเซลล์มีค่าประมาณ 10-20
mA/cm2 ซึ่งค่าของกระแสไฟฟ้ าจะขึ้นกับขนาดของพื้นที่และ
ความเข้มของแสงที่ตกกระทบ เป็นต้น
นิยมใช้ ไทเทเนียมไดออกไซต์ (TiO2) , ZnO

12. 3. สารอิเล็กโตรไลต์หรือตัวส่งผ่านประจุบวก
ทาหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนที่เดินทางมาจากวงจร เป็นโลหะภายนอกให้กลับคืนสู่
โมเลกุลของสีย้อม แพลทินัม (Platinum)ที่เคลือบบนกระจก TCO
(ดีบุกออกไซด์) ที่ขั้วแคโทดทาหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นและลดศักย์ไฟฟ้าที่
มากเกินไปในปฏิกิริยา Triiodide กับ Iodide
I3
- + 2e-
(Pt) → 3 I-
สำรละลำยรีด๊อกซ์อิเล็กโทรไลต์
(I- /I3
-) (redox electrolyte)
ทาหน้าที่ ชดเชยอิเล็กตรอนให้กับโมเลกุลสีย้อมไวแสงจากเค้าเตอร์อิเล็กโทรด หรือ รับประจุ
บวกจากขั้วไฟฟ้าแคโทดโดยอาศัยปฏิกิริยารีดอกซ์ (redox)
สามารถเกิด ปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ง่าย และมีอายุการใช้งานยาวนาน
นิยมใช้ I- /I3
-

13. 4. ขั้วไฟฟ้ าโปร่งแสง (Transparent Conducive Oxide Glass: TCO Glass)
ประกอบด้วยelectrode 2 ส่วน คือ working electrode และ counter electrode
ใช้Pt/C catalyst เคลือบบนcounter electrode จากนั้นต่อขั้วไฟฟ้าเข้ากับ
working electrode และcounter electrode สาหรับการนาไฟฟ้าไปใช้งาน…
❶ working electrode (ขั้วไฟฟ้ าแอดโนด) : เป็นกระจกโปร่งใส
ที่ถูกเคลือบด้วย Fluorine-doped Tin Oxide (FTO)หรือ
Indium-doped Tin Oxide (ITO) ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าแอโนด
เป็นส่วนประกอบไว้ให้แสงผ่านและทาหน้าที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปสู่วงจรภายนอกเซลล์
นิยมใช้fluoride doped tin oxide (FTO)
❷ counter electrode (ขั้วไฟฟ้ าแคโทด) :
ทาหน้าที่ให้อิเล็กตรอนกลับคืนสู่ สารประกอบอิเล็กโทรไลต์ต้องนาไฟฟ้ าได้ดี มีพื้นที่ผิวมาก
และ มีค่าศักย์ไฟฟ้ าเกินตัวสาหรับการเกิด ปฏิกิริยารีดักชัน ของอิเล็กโตรไลต์ต่า
นิยมใช้ โลหะแพลททินัมตัวคะตะลิลส์หรือ แกรไฟต์/คาร์บอนแบลค

15. ④ มีกระแสไฟฟ้ า เกิดขึ้น มีอิเล็กตรอน เคลื่อนที่ในวงจรภายนอกเซลล์แล้ว
อิเล็กตอนวิ่งกลับสู่ขั้วแคโทดและ ⑤ ที่ขั้วแคโทดสารอิเล็กโตรไลต์เกิดกระบวนการ
รีดอกซ์ โดยให้อิเล็กตรอน กับ สีย้อมไวแสงที่ สูญเสียอิเล็กตรอน (S+)
ทาให้โมเลกุลสีย้อมกลับสู่สถานะพื้น (S0) ในขณะเดียวกันสารอิเล็กโตรไลต์
จะรับ อิเล็กตรอน คืน จากขั้วแคโทด โลหะแพลททินัม
โดยมีปฏิกิริยำหลักที่เกิดขึ้นคือ
ปฎิกิริยำที่ขั้วแอโนด
S0+ hν S* : การดูดกลืนแสง
S* S+ + e- (ให้โลหะออกไซค์) : การส่งผ่านอิเล็กตรอน
ปฏิกิริยำที่ขั้วแคโทด
S+ +อิเล็กโตรไลต์ I - S0+ อิเล็กโตรไลต์ I3
- : การสร้างใหม่ของสีย้อมอิเล็กโตรไลต์
(I3
- )+ e- (จากขั้วแพลททินัม) อิเล็กโตรไลต์ I -
ปฏิกิริยำรวม
e- (จากขั้วแพลททินัม) + hν e- ( ให้โลหะออกไซค์ )

16. TiO2|S0 + hn → TiO2|S* ….. (1)
TiO2|S* → TiO2|S+ + e-
(cb) …..(2)
TiO2|S+ + 3/2I- → TiO2|S0 + 1/2I3
-
…..(3)
I3
- + 2e-
(Pt) → 3 I- …..(4)
TiO2|S+ + e-
(cb) → TiO2|S0 …..(5)
I3
- + 2e-
(cb) → 3 I- …..(6)
หลักกำรทำงำนของ DSSC ดังสมกำร

18. หลักกำรแปลงพลังงำนของเซลล์แสงอำทิตย์ชนิดสีย้อม
กำรดูดกลืนพลังงำนแสง
เมื่อโมเลกุลของสีย้อมถูกแสงจะดูดกลืนพลังงานแสงไว้เพื่อใช้ในการกระตุ้นอิเล็กตรอน
ในชั้น HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital)
ไปยังชั้น LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital)
อิเล็กตรอนถูกกระตุ้น
อิเล็กตรอนสถานะกระตุ้น(dye ∗) ที่อยู่ในโมเลกุลของสีย้อมในชั้นLUMO
ซึ่งมีพลังงานสูงกว่าแถบนาไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนา (conduction band)
จะย้ายไปอยู่บนแถบนาไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนาเราเรียกขั้นตอนนี้ว่า electron injection
dye ∗ +TiO2 → e- (TiO2) + dye+ (oxidized dye)
dye + light →dye ∗

19. อิเล็กตรอนคืนสภำพ
อิเล็กตรอนกลับสู่โมเลกุลของสีย้อม โดยผ่านปฏิกิริยารีดอกซ์(Redox)
ในอิเล็กโทรไลต์และเรียกขั้นตอนนี้ว่า Dye Regeneration
dye+ (oxidized dye) + 3/2 I- → dye + ½ dye I3
-
½ I3
- + e- (Couter electrode) → 3/2 I-
อิเล็กตรอนเริ่มเคลื่อนที่
อิเล็กตรอนที่มาจากชั้น LUMO จะเคลื่อนที่ผ่านสารกึ่งตัวนาออกสู่วงจรภายนอก
ผ่านทางขั้วโฟโตอิเล็กโทรดเกิดการสูญเสียพลังงานให้แก่วงจรภายนอก หลังจากนั้น
กลับคืนสู่เซลล์ผ่านทางขั้วเคาน์เตอร์อิเล็กโทรด หรือขั้วไฟฟ้าแคโทด
(ขั้วที่กระจกนาไฟฟ้าเคลือบด้วย Pt)

21. ฟิล์มบางออกไซด์นาไฟฟ้ าโปร่งแสง
(Transparent Conducting Oxide Thin Film, TCO)
ฟิล์มบางออกไซด์นาไฟฟ้าแบบโปร่งแสงเป็นฟิล์มบางที่นาไปใช้กันอย่างมากในอุปกรณ์
Optic Electronic Devices เช่น Flat Panel Display ,
Solar Cells และอื่นๆซึ่งฟิล์มชนิดนี้
เป็นฟิล์มที่มีสมบัติทางไฟฟ้าและสมบัติทางแสงที่ดีควบคู่กันโดยฟิล์มต้องมีสมบัตินาไฟฟ้าได้
ดีและแสงสามารถทะลุผ่านได้ปริมาณมาก ดังนั้นในการเลือกสารตั้งต้นเพื่อนามาเตรียมฟิล์ม
ต้องพิจารณาสมบัติทั้ง 2 ข้อนี้เป็นสาคัญ และโดยทั่วไปสารที่จะนามาใช้ควรจะเป็นสารที่มีแถบ
ช่องว่างพลังงานสูง แต่มีสภาพต้านทานต่าและแสงทะลุผ่านดี ซึ่งฟิล์มบางที่นิยมใช้กันได้แก่
ฟิล์มบางของทินออกไซด์(SnO2) ฟิล์มบางของอินเดียมออกไซด์(In2O3) ฟิล์มบาง
อินเดียมทินออกไซด์(ITO)ฟิล์มบางของแคดเมียมสแตนเนส (Cd2SnO4)
ฟิล์มบางซิงก์ออกไซด์(ZnO) เป็นต้น
ซึ่งสารเหล่านี้สามารถปรับปรุงสมบัติทางไฟฟ้าและสมบัติทางแสงได้ด้วยการเติมสารผสม

22. ตัวรับแสง (Photo Sensitizer)
สีย้อมเป็นส่วนประกอบที่สาคัญที่สุดของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง
เนื่องจากสีย้อม มีหน้าที่เป็นแหล่งกาเนิดอิเล็กตรอนสาหรับเซลล์แสงอาทิตย์
ชนิดนี้ ซึ่งเมื่อสีย้อมไวแสงได้รับพลังงานแสงอาทิตย์
โมเลกุลของสีย้อมไวแสงที่อยู่ในชั้น HOMO จะถูกกระตุ้นให้ไปอยู่
ที่ชั้น LUMO หลังจากนั้นอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นในชั้น LUMO
จะถูกส่งผ่านเข้าไปในชั้นแถบนาไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนาโลหะออกไซด์
ดังนั้นในการเลือกสีย้อมไวแสง จึงจาเป็นต้องเลือกสีย้อมที่เหมาะสม
กับสารกึ่งตัวนาที่ใช้ซึ่งสีย้อมไวแสงต้องมีระดับพลังงาน LUMO
สูงกว่าระดับแถบนาไฟฟ้าของสารกึ่งตัวนา

23. : ข้อดี และ ข้อเสีย ของเซลล์แสงอำทิตย์ ชนิดซิลิกอน
ข้อดี ข้อเสีย
• ซิลิกอนเป็นธาตุที่พบเจอมากที่สุดเป็นอันดับ
สองที่เปลือกโลก
• ขั้นตอนการผลิตได้รับการพัฒนาอย่างดี
• มีตลาดซิลิกอนขนาดใหญ่
• ให้ประสิทธิภาพสูงที่สุด
• ต้องใช้ชั้นคริสตัลที่หนา
• เปราะ แตกง่าย
• ใช้ซับสเตรทที่เฉพาะเจาะจงและจากัด
• ผลึกเดี่ยวซิลิกอนมีราคาแพง
• บางขั้นตอนการผลิตก่อให้เกิดมลภาวะ

24. : ข้อดีและข้อเสียของเซลล์แสงอำทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง
ข้อดี ข้อเสีย
• ราคาถูก เนื่องจากไม่มีขั้นตอนที่ต้องใช้
พลังงานสูงและสุญญากาศ
เหมือนแบบซิลิกอน
• สามารถใช้กับซับสเตรทที่ยืดหยุ่นได้
นอกเหนือจากแก้ว
• สามารถถูกออกแบบให้มีรูปร่างทาง
สถาปัตยกรรมเหมาะกับใช้
ตกแต่งอาคารบ้านเรือนได้
• มีความคงทนแม้ว่าอยู่ภายใต้แสงที่นาน
กว่า 10,000 ชั่วโมง(ภายใต้สภาวะหนึ่งๆ)
• เนื่องจากประสิทธิภาพที่ต่ากว่า จึงทาให้
ยังไม่สามารถเป็นคู่แข่งทางการค้า
กับเซลล์ประเภทซิลิกอนได้
• เสื่อมสภาพได้ ที่อุณหภูมิสูง
• ขนาดของการผลิตยังอยู่ในระดับเล็ก

25. : ต้นทุนกำรผลิตของเซลล์แสงอำทิตย์ชนิดซิลิกอน
SX: single crystal
MC: multicrystal line

26. : ต้นทุนกำรผลิตของเซลล์แสงอำทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง

27. : ประสิทธิภำพของเซลล์แสงอำทิตย์ชนิดต่ำงๆ

29. แนวทางการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงให้มีประสิทธิภาพรวมสูงขึ้น
อาจสรุปได้ 3 แนวทางดังนี้
❶ พัฒนาโมเลกุลสีย้อมไวแสง ที่มีความสามารถในการดูดกลืนแสงตลอดช่วงความยาว
คลื่นแสงตาเห็นจนถึงช่วงใกล้อินฟราเรด (near IR)
❷ พัฒนาระบบอิเล็กโทรไลต์ที่มีประสิทธิภาพสูง
เพื่อเพิ่มค่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด ให้มีค่าใกล้เคียงกับค่าทางทฤษฎี
❸ พัฒนาโครงสร้างอนุภาคนาโนของสารกึ่งตัวนาโลหะออกไซด์ เพื่อให้มีระยะทางการแพร่
ของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น สามารถทาได้โดยเปลี่ยนลักษณะรูปร่างของโลหะออกไซด์ที่ใช้จากที่
เป็นอนุภาคนาโน (nanoparticle) ให้อยู่ในรูปของลวดนาโน (nanowire)

30. ① การพัฒนาสีย้อมไวแสง
และใกล้อินฟราเรด เพื่อเพิ่มจานวนอิเล็กตรอนในสภาวะเร้าให้มากที่สุด
ข) เพิ่มความสามารถในการยึดเกาะของสีย้อมไวแสงกับพื้นผิวของอนุภาคระดับนาโนของโลหะ
ออกไซด์ เพื่อเพิ่มปริมาณสีย้อมไวแสงให้เกาะอยู่กับอนุภาคระดับนาโนของโลหะออกไซด์
ได้ในปริมาณที่มากที่สุด
ค) เพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทอิเล็กตรอนระหว่างสีย้อมไวแสงกับอนุภาคระดับนาโน
ของโลหะออกไซด์ เพื่อไม่ให้มีการสูญเสียอิเล็กตรอนระหว่างการถ่ายเทอิเล็กตรอน
② การพัฒนาระบบอิเล็กโตรไลต์
ระบบอิเล็กโตรไลต์ เป็นส่วนสาคัญที่ต้องได้รับการพัฒนาเช่นกัน
เพื่อให้เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงให้ประสิทธิภาพสูงสาหรับผลิตในเชิงการค้า
ในระยะเริ่มแรกระบบอิเล็กโตรไลต์ เป็นระบบที่เตรียมได้ง่าย ไม่ยุ่งยาก
คือ อิเล็กโตรไลต์ของเหลวมีส่วนประกอบของคู่ปฏิกิริยารีดอกซ์
ของ ไอโอไดด์/ไตรไอโอไดด์ ( I- /I3
- )
ก) การหาสีย้อมไวแสงชนิดใหม่ที่มีความสามารถในการดูดกลืนแสงในช่วงกว้างตั้งแต่ช่วงแสงตาเห็น

31. จำกที่กล่ำวมำข้ำงต้น ระบบอิเล็กโตรไลต์ยังคงต้องได้รับกำรพัฒนำต่อไป
อย่ำงต่อเนื่อง เพื่อเพิ่มประสิทธิภำพรวมของเซลล์แสงอำทิตย์สีย้อมไวแสงให้สูงขึ้น
แต่มีข้อเสียคือ

32. ③ การพัฒนาอนุภาคนาโนของสารกึ่งตัวนาโลหะออกไซด์

33. (TiO2)
ในกำรเตรียมเส้นลวดนำโนแบบออกไซด์ (oxide nanowire)
(metal oxide)
(1-D nanostructure materials)

34. โดยในปี ค.ศ. 2005 Law และคณะ (Law et al., 2005)
พบว่ำ เซลล์แสงอำทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง ที่ใช้สีย้อมไวแสง N719
ดูดซับบนลวดนาโนซิงค์ออกไซด์ มีประสิทธิภาพรวมใกล้เคียง
กับเซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสงที่ใช้อนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์
ทั้งนี้เนื่องจากลวดนาโนช่วยให้ส่งผ่านอิเล็กตรอนไปยังขั้วไฟฟ้ าได้มากขึ้น
และลวดนาโนมีพื้นที่ผิวสูง และมีการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง
ที่ใช้สีย้อมไวแสง N719ดูดซับบนลวดนาโนซิงค์ออกไซด์
พบว่ามีแรงดันไฟฟ้ าวงจรเปิด 0.7 – 0.8 V
กระแสไฟฟ้ าลัดวงจร 3 mA/cm2 และมีประสิทธิภาพรวม1.1%
ลวดนาโนซิงค์ออกไซด์ได้รับความสนใจศึกษา เนื่องจากซิงค์ออกไซด์
มีค่าพลังงานแถบช่องว่างใกล้เคียงกับไทเทเนียมไดออกไซด์ และมีกระบวน
เตรียมให้อยู่ในรูปของลวดนาโนง่ายกว่า

35. บทสรุป
จากความต้องการพลังงานทดแทนในอนาคตอันใกล้ส่งผลให้เซลล์
แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงได้รับการพัฒนาและศึกษาวิจัยมาอย่างต่อเนื่อง
เพื่อให้มีขีดความสามารถสูงในระดับที่จะผลิตในระดับอุตสาหกรรม
และทดแทนเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันได้
โดยจะต้องพัฒนาในทั้งสามส่วน คือ ตัวโมเลกุลสีย้อมไวแสง ระบบอิเล็กโตรไลต์
และอนุภาคนาโนของสารกึ่งตัวนาโลหะออกไซด์ให้มีประสิทธิภาพสูง
โดยเฉพาะต้องมีการค้นคว้าวิจัยและสังเคราะห์สีย้อมประเภทใหม่ที่ทนทานที่อุณหภูมิสูง
ศึกษาหาสารอิเล็กโตรไลท์ชนิดใหม่ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการนาไฟฟ้ าและไม่กัด
กร่อนพื้นผิวของซับสเตรท และการพัฒนาระบบการประกบเซลล์ (sealing)
เพื่อยืดอายุการใช้งานของเซลล์เป็นต้น อันจะส่งผลโดยรวมให้ประสิทธิภาพรวม
ของ เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง สูงเกินกว่า 10-15%

36. อย่างไรก็ดี อุปกรณ์ชิ้นส่วนระดับนาโนกาลังได้รับการศึกษาเชิงลึกเพิ่มขึ้น เช่น
การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง (Dye-sensitized solar cells)
อันเป็นผลมาจากความต้องการนวัตกรรมใหม่ในภาคการผลิตและอุตสาหกรรม
สามารถผลิต เซลล์แสงอาทิตย์แบบสีย้อมไวแสง
ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ในระดับห้องปฏิบัติการ ได้ประมาณ 11%
โดยใช้สีย้อมไวแสงที่เป็น สารประกอบเชิงซ้อน ชนิดรูทีเนียมไบไพไรดีน
( ruthenium-bipyridine) ขณะที่ความคุ้มค่าในการผลิตเซลล์
แสงอาทิตย์ แบบสีย้อมไวแสงในเชิงพาณิชย์ จะอยู่ที่ 15% แต่ในปัจจุบันก็มีการผลิต
เซลล์แสงอาทิตย์แบบสีย้อมไวแสง เพื่อใช้งานหลายด้าน เช่น
ใช้เป็นอุปกรณ์ชาร์จแบตเตอร์รี่ในโทรศัพท์มือถือ(Charger),
ใช้เป็นแผงโซลาร์เซลล์ ติดตั้งบนหลังคาบ้าน (Roof-top),
ใช้เป็นวัสดุตกแต่งภายใน(Interior) และ ใช้เป็นวัสดุร่วมกันของผนังอาคาร
และ แผงผลิตไฟฟ้ า(BIPV) ดังรูป

37. กำรประยุกต์ใช้งำนของเซลล์แสงอำทิตย์สีย้อมไวแสง

38. [1] รศ. ธีรพันธ์ ม่วงไทย. (2555). เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง. วารสารวิจัย มร. 29(1) : 108-
124
[2] พีรกิตติ์ คมสัน. (2550). เซลล์แสงอาทิตย์กับสีย้อมไวแสงจากพืชในประเทศไทย.วารสารวิจัย มข.35(4): 205-214
[3] วินิช พรมอารักษ์ และคณะ.(2550). เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง.วารสารวิชาการ ม.อบ.9(2): 14-31
http://www.ubu.ac.th/ubu_center/files_up/08f2013032015072362.p
df
[4] Wikipedia,Dye-sensitized solar cells,[Online], Avialable
:,http://en.wikipedia.org/wiki/Dye-sensitized_solar_cell,
[2012,september]
[5]
http://www.diss.fuberlin.de/diss/servlets/MCRFileNodeServlet/FU
DISS_derivate_000000002568/02_2.pdf?hosts=
[6] สรพงษ์ ภวสุปรีย์.การประยุกต์ใช้ท่อนาโนไททาเนียมในการพัฒนาเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง.
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี เวบไซต์ http://research.en.rmutt.ac.th/wp
content/uploads/2012/07/DSSCs-NT.pdf

39. [7] http://bp.snu.ac.kr/Lecture/Solar_Cells_2012/2-2-
b-Solar%20Cell(91)-120312.pdf
[8] http://www.kmutt.ac.th/hynae/สีย้อมไวแสง
[9]
http://www2.mtec.or.th/th/research/sense_solar_cell/ob
j_abs.htm
[10] http://www.nanotec.or.th/th/?p=1812
[11]
http://www.rmutphysics.com/charud/oldnews/213/inde
x213.htm
[12]
http://biblion.epfl.ch/EPFL/theses/2012/5376/5376_abs.
pdf
[13] http://www.stks.or.th/
[14] http://www.thep-center.org/

40. [15]สมัครพิมานแพง.(2554).เซลล์แสงอาทิย์ชนิดสีย้อมไวแสงที่ใช้พอลิเอนิลีนเป็นขั้วเคาท์เตอร์.ว.วิทย.มข.
39(4):587-597
เวบไซต์ http://202.28.94.204/Dean/sci_journal/web/book/39_4/587.pdf
[16]KongsakPattarithandNarongPungwiwat andSurinLaosooksathitและ
คณะ.(2554).
Synthesisof6,6’-(1,2,5-Oxadiazole-3,4Diyl)Dipyridine-2,4-Dicarboxylic
Acid:anOrganic
DyeforDye-sensitizedSolarCell.TheJournalofKMUTNB.,21(2): 248-256
เวบไซต์ http://www.journal.kmutnb.ac.th/journal/50810255473445.pdf
[17] http://www.vcharkarn.com
[18] http://dyesolarcells-kku.blogspot.com/
[19]กมลพรรณชุมพล.(2555).หลักการวัดและวิเคราะห์ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงด้วยวิธีการทางแสง.
วารสารมาตรวิทยากรกฎาคม-สิงหาคม:14-17
เวบไซต์ http://www.nimt.or.th/nimt/upload/linkfile/sys-metrology-926-110.pdf

41. [20] สถาบันพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ (SOLARTEC) สานักงานพัฒนา
วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
[21]
http://www.camse.org/scienceonthemove/documents/DSSC
_manual.pdf
[22] http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/ic400774p
[23] สานักงานนโยบายและแผนพลังงาน.,กระทรวงพลังงาน
เวบไซต์ http://www.eppo.go.th/
[24] Bailey, M., Park, J., Dhirani, A.Natural Dye-
Sensitized Nanocrystalline Solar Cell,Department of
Chemistry, University of Toronto.

42. [25] th.wikipedia.org/wiki/เชื้อเพลิงซากดึกดาบรรพ์
[26] Kuppuswamy Kalyanasundaram,MichaelGrätzel,MaterialMatters
2009,4.4,88.,EfficientDye-SensitizedSolarCellsforDirectConversionof
SunlighttoElectricity
[27] สุภาวดี เกียรติเสวี.“เซลล์แสงอาทิตย์แบบสีย้อมไวแสง”,ศูนย์พลังงานทางเลือก
(CenterofAlternativeEnergy),คณะวิทยาศาสตร์,มหาวิทยาลัยมหิดล
[28]รศ.ดร.จตุพรวุฒิกนกกาญจน์ .“การพัฒนาสารอิเล็กโทรไลต์สาหรับเซลล์แสงอาทิตย์และแบตเตอรียุคใหม่”,
ศูนย์ความเป็นเลิศนาโนเทค-มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ด้านวัสดุนาโนไฮบริดสาหรับพลังงานทางเลือก,
คณะพลังงานสิ่งแวดล้อมและวัสดุ,มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
[29] ชานุ โพธิพิทักษ์.“เซลล์แสงอาทิตย์แบบสีย้อมไวแสง”,คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ,มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนดุสิต

43. SPECIAL THANKS