An interdisciplinary learning unit for first year undergraduate students : dye-sensitized solar cell from sunlight to electricity

Abstract

การศึกษาวิจัยนี้แบ่งการศึกษาออกเป็นสองส่วน คือส่วนที่เป็นการวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์ และด้านวิทยาศาสตร์ศึกษา โดยงานด้านวิทยาศาสตร์เป็นการศึกษาเพื่อพัฒนาประสิทธิภาพของเซลล์ แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง และเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไฮบริด โดยการประยุกต์ใช้เส้นใยนาโน ZnO และ ท่อนาโน TiO2 เป็นขั้วไฟฟ้า ผลจากการศึกษาพบว่าประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งสองชนิดเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการมีพื้นที่ผิวที่มากพอ และมีการนำอิเล็กตรอนได้รวดเร็วของขั้วไฟฟ้าที่ทำจากเส้นใย นาโน ZnO และ ท่อนาโน TiO2 ความรู้ที่ได้จากการศึกษาวิจัยในทางวิทยาศาสตร์บางส่วนถูกนำมาจัดทำเป็นหน่วยการเรียน การสอนแบบบูรณาการ เพื่อช่วยให้นักศึกษาระดับปริญญาตรีชั้นปีที่ 1 มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับ หลักการในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยหน่วยการเรียนการสอนแบบบูรณา การเรื่องเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง จะใช้วิธีการสอนแบบสืบเสาะหาความรู้ เนื้อหาที่เกี่ยวข้องใน หน่วยการเรียนนี้ประกอบด้วยเรื่องกระแสไฟฟ้า แสง สารกึ่งตัวนำ แถบพลังงาน และหลักการทำงานของ เซลล์แสงอาทิตย์ นักเรียนที่เข้าร่วมกิจกรรมจะทำงานเป็นกลุ่ม และเรียนรู้ด้วยกระบวนการสืบเสาะ หาความรู้ผ่านกิจกรรมการเรียนรู้ต่างๆโดยมีคำถามเป็นสิ่งชี้นำในการเรียน ผลจากการศึกษาผลพบว่า นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับเรื่องเซลล์แสงอาทิตย์มากขึ้นและมีทัศนคติที่ดีต่อวิธีการสอนและหน่วยการเรียน ที่สร้างขึ้น หน่วยการเรียนที่สร้างขึ้นสามารถที่จะใช้เป็นตัวอย่างในการสร้างหน่วยการเรียนการสอนแบบ บูรณาการสำหรับการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ในอนาคต เพื่อเป็นการช่วยกระตุ้นให้นักเรียนมีความ สนใจและอยากเรียนรู้วิทยาศาสตร์มากขึ้นได้