SolaRE โซลาร์เซลล์ชนิดแยกส่วนประกอบได้ง่ายหลังปลดระวาง เพิ่มโอกาสรีไซเคิลวัสดุ

ในปี 2567 ประเทศไทยติดตั้งใช้แผงโซลาร์เซลล์ไปแล้วราว 30 ล้านแผง และภายใน 10 ปีข้างหน้า แผงจำนวนมหาศาลเหล่านี้กำลังจะกลายเป็นซากขยะอิเล็กทรอนิกส์หลักแสนตัน ซึ่งหากไม่มีวิธีการจัดการที่เหมาะสม สารเคมีและโลหะหนักอาจปนเปื้อนสู่สิ่งแวดล้อมและส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตอย่างคาดไม่ถึง

กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) โดยศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (เอ็นเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) พัฒนา SolaRE (โซลาร์รี) เทคโนโลยีการผลิตโซลาร์เซลล์ชนิดแยกส่วนประกอบได้ง่ายหลังปลดระวาง เพื่อช่วยลดต้นทุนการรีไซเคิล นำไปสู่การใช้ประโยชน์ทรัพยากรอย่างคุ้มค่า และลดการสร้างผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

SolaRE โซลาร์เซลล์ที่ออกแบบเพื่อการรีไซเคิล

ดร.อมรรัตน์ ลิ้มมณี นักวิจัย หัวหน้าทีมวิจัยเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ เอ็นเทค สวทช. อธิบายว่า โดยทั่วไปในกระบวนการผลิตโซลาร์เซลล์จะมีการใช้วัสดุผสานหรือ encapsulant เพื่อยึดติดวัสดุแต่ละชั้นอย่างแน่นหนา ป้องกันกันความชื้นเข้า เพิ่มความทนทาน และยืดอายุการใช้งานของแผง

“การผนึกติดแน่นของชั้นวัสดุทำให้การถอดแยกส่วนประกอบภายในแผงหลังหมดอายุการใช้งานเป็นไปได้ยาก เพราะต้องใช้สารเคมี ความร้อน และเครื่องจักรเฉพาะทางในการแยกชั้นวัสดุ ปัจจุบันจึงนิยมรีไซเคิลเฉพาะส่วนกรอบอะลูมิเนียมและกล่องต่อสายไฟ ก่อนกำจัดส่วนแผงโดยการฝังในหลุมฝังกลบขยะอันตรายซึ่งอาจเกิดปัญหาการรั่วซึมของโลหะหนักปนเปื้อนในแหล่งดินและน้ำได้”

ด้วยเหตุนี้ทีมวิจัยเอ็นเทค สวทช. จึงได้พัฒนา SolaRE เทคโนโลยีการผลิตโซลาร์เซลล์ชนิดแยกส่วนประกอบได้ง่ายหลังปลดระวาง สำหรับใช้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ชนิดผลึกซิลิคอน (crystalline silicon)

ดร.อมรรัตน์ อธิบายว่า กลไกที่ทำให้ SolaRE ถอดแยกส่วนประกอบได้คือ การเพิ่มชั้นฟิล์มโปร่งแสงชนิดพิเศษเข้าไปในโครงสร้างแผง ตอนนำไปกำจัดจึงถอดแยกวัสดุแต่ละชั้นไปใช้ประโยชน์ต่อได้ง่าย ไม่ต้องใช้สารเคมี ความร้อน และเครื่องจักรเฉพาะทางในการแยกชิ้นส่วน

“จุดเด่นสำคัญคือ แผ่นฟิล์มโปร่งแสงชนิดพิเศษที่ใช้ในการผลิตแผง SolaRE ผลิตได้ในประเทศไทย และโรงงานประกอบแผงโซลาร์เซลล์สามารถใช้เครื่องจักรที่มีอยู่เดิมประกอบได้โดยไม่ต้องลงทุนปรับเปลี่ยนอุปกรณ์”

SolaRE พร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยีแล้ว

ดร.อมรรัตน์ สรุปข้อเปรียบเทียบระหว่างแผงที่ประกอบด้วยเทคโนโลยี SolaRE และแผงทั่วไปว่า แผงทั้ง 2 ชนิดมีสรรถนะการใช้งานเริ่มต้นระดับเดียวกัน อายุการใช้งานใกล้เคียงกัน แต่การใช้เทคโนโลยี SolaRE จะช่วยเพิ่มโอกาสในการรีไซเคิลวัสดุได้มากขึ้นจากร้อยละ 10 เป็นร้อยละ 85–95 หรือมีมูลค่าเพิ่มขึ้นประมาณ 4 เท่า นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มช่วยลดปริมาณขยะฝังกลบจากร้อยละ 90 ให้เหลือเพียงร้อยละ 5–15 ด้วย

“ที่ผ่านมาทีมวิจัยได้ดำเนินการทดสอบใช้งานผลิตภัณฑ์ต้นแบบที่ผลิตด้วยเทคโนโลยี SolaRE ในสภาวะจริงเป็นเวลา 2 ปี ผลการทดสอบพบว่ามีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมร้อนชื้นของประเทศไทย”

ปัจจุบันทีมวิจัยได้จดอนุสิทธิบัตรเทคโนโลยีการผลิตเรียบร้อยแล้ว โดยเทคโนโลยี SolaRE รองรับการผลิตได้ตั้งแต่ขนาดแผง 0.30–1 ตารางเมตร เหมาะแก่การประยุกต์ใช้กับผลิตภัณฑ์ไฟส่องสว่างพลังงานแสงอาทิตย์ (solar lighting) ซึ่งประเทศไทยมีความต้องการใช้งานสูงและยังต้องนำเข้าสินค้าจากต่างประเทศ

ดร.อมรรัตน์ กล่าวทิ้งท้ายถึงสถานะของงานวิจัยว่า ทีมวิจัยพร้อมแล้วที่จะถ่ายทอดเทคโนโลยี SolaRE ทั้งในส่วนของกระบวนการผลิตแผ่นฟิล์มและการประกอบแผง รวมทั้งมีแผนร่วมกับภาคเอกชนขับเคลื่อนผลิตภัณฑ์สู่บัญชีนวัตกรรม เพื่อเพิ่มโอกาสในการจำหน่ายสินค้าให้แก่ภาครัฐด้วย

เทคโนโลยี SolaRE ถือเป็นก้าวสำคัญของประเทศไทยในการออกแบบแผงโซลาร์เซลล์ที่คำนึงถึงการรีไซเคิลตั้งแต่ต้นทาง เพื่อให้เกิดการใช้งานทรัพยากรอย่างคุ้มค่า และนำไปสู่การมีรากฐานด้านพลังงานสะอาดที่แข็งแรงและยั่งยืน สอดคล้องกับทิศทางการขับเคลื่อนของประเทศไทยและทั่วโลก

สำหรับผู้ประกอบการที่สนใจเทคโนโลยี SolaRE และ Solar Sure ติดต่อสอบถามเพิ่มเติมได้ที่ ดร.อมรรัตน์ ลิ้มมณี เบอร์โทรศัพท์ 0 2564 7000 ต่อ 2711 หรืออีเมล amornrat.lim@entec.or.th

เรียบเรียงโดย ภัทรา สัปปินันทน์ ฝ่ายสร้างสรรค์สื่อและผลิตภัณฑ์ สวทช.
อาร์ตเวิร์กโดย ภัทรา สัปปินันทน์ และฉัตรกมล พลสงคราม ฝ่ายผลิตสื่อสมัยใหม่ สวทช.
ภาพประกอบโดย เอ็นเทค สวทช. และภาพจาก Adobe Stock