25/07/2022 : 00:07

Pin năng lượng mặt trời hữu cơ mới mới bán trong suốt có tuổi thọ và hiệu quả chuyển đổi năng lượng cao, có thể lắp trên các cửa sổ hộ gia đình.

Xuyên qua tấm pin năng lượng mặt trời mới của nhóm nghiên cứu người dùng có thể nhìn thấy quả anh đào. Nguồn Đại học Michigan

Các tấm pin năng lượng mặt trời thường được lắp trên mái nhà hoặc trên giàn của các trang trại năng lượng mặt trời. Bên cạnh đó, để tận dụng tối đa nguồn năng lượng, thì cửa sổ cũng là một vị trí tương đối tốt để lắp đặt và khai thác năng lượng mặt trời.

Hiện nay, pin năng lượng mặt trời thường được làm từ vật liệu silicon, có tuổi thọ và hiệu suất chuyển đổi cao. Tuy nhiên, chúng có màu nên không thích hợp để lắp đặt trên các cửa sổ. Do đó các nhà nghiên cứu đã hướng sang việc sử dụng pin năng lượng mặt trời hữu cơ bán trong suốt. Mặc dù vậy, những hạn chế như hiệu suất chuyển đổi năng lượng thấp, tuổi thọ ngắn,… là những rào cản đáng kể trong việc ứng dụng vào thực tế.

Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Michigan, Mỹ, đã giới thiệu một loại pin năng lượng mặt trời hữu cơ mới có độ trong suốt cao, hiệu suất chuyển đổi năng lượng của mỗi tấm pin riêng lẻ đạt tới 10% và tuổi thọ ước tính có thể lên tới 30 năm.

Giáo sư Stephen Forres, thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: Thông thường, pin năng lượng mặt trời hữu cơ bán trong suốt có kích thước khoảng 2m*2m. Để phù hợp với các cửa sổ của các gia đình thì cần phải tạo ra những tấm pin có kích thước nhỏ hơn, có nhiều hình dạng hơn. Và việc tạo ra các kết nối điện quy mô micromet giữa các tấm pin riêng lẻ cũng là một thách thức lớn.

Thông thường, để tạo hình các tấm pin người ta thường sử dụng tia laser, tuy nhiên phương pháp này có thể dễ dàng làm hỏng các chất hấp thụ ánh sáng hữu cơ. Do đó, nhóm nghiên cứu đã đưa ra phương pháp mới, phân tách đa tầng để đạt được độ phân giải ở quy mô micromet. Các màng nhựa mỏng được lắng đọng và sắp xếp chúng thành các dải cực kỳ mỏng. Các dải này sẽ nằm dưới lớp hữu cơ và kim loại. Sau cùng, chúng sẽ được bóc tách tạo thành liên kết điện rất tốt.

Nhóm đã nối 8 tấm pin mặt trời bán trong suốt, có kích thước 4 cm x 0,4 cm, các tấm pin cách nhau 200µm, để tạo ra một mô-đun 13 cm2. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng 7,3% thấp hơn với hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời riêng lẻ trong mô-đun ( 10%). Tuy nhiên tổn thất sẽ không tăng theo kích thước của mô-đun; do đó, hiệu quả tương tự cũng được mong đợi đối với các tấm quy mô mét. Với độ trong suốt gần 50% và màu xanh lục, các ô thích hợp để sử dụng trong các cửa sổ thương mại.

Kỹ thuật phân tách đa tầng không chỉ áp dụng cho pin năng lượng mặt trời hữu cơ mà nó còn có thể ứng dụng cho nhiều công nghệ sản xuất các thiết bị điện tử khác. Trên thực tế, nhóm đã áp dụng nó cho OLED để chiếu sáng. Nhóm cũng tiếp tục nghiên cứu để nâng cao hiệu suất chuyển đổi điện năng, và độ trong suốt của sản phẩm.

Đại học Michigan đã đăng ký bảo hộ bằng sáng chế đối với công nghệ này và đang tìm kiếm đối tác để nó ra thị trường.

Nghiên cứu này đã được giới thiệu trên tạp chí Joule.

 Diệu Huyền (CESTI) – Theo Techxplore.com

Tin liên quan

• Cà Mau: Ứng dụng công nghệ bảo quản và chế biến để nâng cao giá trị tôm càng xanh
• ROSE - Kẹp robot mềm cải tiến
• Xây dựng mô hình trồng rau ăn lá thủy canh trong nhà màng
• Nhân giống thành công sâm cau bằng công nghệ nuôi cấy mô
• Tạo than sinh học từ rác thải nông nghiệp bằng thiết bị khí hóa
• Chọn tạo giống đậu xanh kháng bệnh khảm vàng và cho năng suất cao
• Sản xuất naringin, tinh dầu và phân bón từ vỏ bưởi
• Làm chủ công nghệ sản xuất phân bón lá Nano - REM
• Dự án “Nuôi cá nâu thương phẩm gắn với liên kết tiêu thụ sản phẩm” tại Quảng Trị và Thừa Thiên Huế
• Vật liệu sinh học mới phục hồi sụn bị tổn thương ở khớp