Pin mặt trời mỏng hơn sợi tóc 100 lần

Loại pin Mặt trời làm từ vật liệu perovskite của nhóm nghiên cứu ở Đại học Oxford có thể in phun lên balô, mặt sau điện thoại di động hoặc nóc xe để sản xuất điện.

Các nhà khoa học đến từ khoa vật lý của Đại học Oxford phát triển vật liệu hấp thụ ánh sáng siêu mỏng đủ mềm dẻo để đặt lên bề mặt của bất kỳ tòa nhà hoặc vật thể nào, với tiềm năng sản xuất năng lượng nhiều gần gấp đôi pin Mặt trời hiện nay, CNN hôm 9/8 đưa tin. Công nghệ mới ra đời vào thời điểm mấu chốt đối với sự phát triển bùng nổ của năng lượng Mặt trời khi biến đổi khí hậu do con người gây ra khiến hành tinh nhanh chóng ấm lên, buộc thế giới phải tăng tốc chuyển đổi sang năng lượng sạch.

Nhóm nghiên cứu thí nghiệm với vật liệu pin Mặt trời siêu mỏng trong phòng thí nghiệm. (Ảnh: Martin Small)

Tấm phủ Mặt trời được làm từ vật liệu perovskite hấp thụ năng lượng Mặt trời hiệu quả hơn so với tấm pin bằng silicon sử dụng rộng rãi hiện nay. Đó là do các lớp hấp thụ ánh sáng của nó có thể thu được dải ánh sáng rộng hơn từ quan phổ của Mặt trời so với pin truyền thống, qua đó tạo ra nhiều năng lượng hơn.

Nhóm nghiên cứu ở Oxford không phải những người duy nhất sản xuất lớp phủ này, nhưng sản phẩm của họ cực hiệu quả, có thể thu thập khoảng 27% năng lượng trong ánh sáng Mặt trời. Tấm pin sử dụng silicon hiện nay thường biến đổi 22% ánh sáng Mặt trời thành điện. Các nhà nghiên cứu tin rằng theo thời gian, perovskite có thể cung cấp hiệu suất trên 45%, dựa theo mức tăng hiệu suất họ đạt được trong 5 năm thí nghiệm, từ 6% lên 27%.

"Điều này rất quan trọng bởi nó hứa hẹn sản xuất nhiều điện Mặt trời hơn mà không cần tấm pin silicon hoặc trang trại Mặt trời chuyên biệt", Junke Wang, một trong các nhà khoa học ở Oxford, cho biết. "Chúng tôi đang lên kế hoạch sử dụng lớp phủ perovskite cho nhiều loại bề mặt hơn để sản xuất điện Mặt trời giá rẻ, như nóc xe và tòa nhà, thậm chí mặt sau điện thoại di động".

Chỉ dày hơn một micron, lớp phủ mới mỏng hơn 150 lần so với tấm bán dẫn silicon dùng trong pin Mặt trời hiện nay. Khác với tấm pin silicon, perovskite có thể đặt trên gần như mọi bề mặt, bao gồm nhựa và giấy, sử dụng công cụ như máy in phun.

Trên toàn cầu, tỷ lệ lắp đặt pin Mặt trời tăng 80% vào năm 2023 so với năm 2022, theo Wood Mackenzie, công ty chuyên về dữ liệu và phân tích chuyển đổi năng lượng sạch. Điện Mặt trời là nguồn điện phát triển nhanh nhất năm 2023 trong 18 năm liên tục.

Một nguyên nhân chính cho sự bùng nổ này là chi phí điện Mặt trời giảm, trở nên rẻ hơn so với sản xuất bất kỳ dạng năng lượng nào khác, bao gồm nhiên liệu hóa thạch. Một yếu tố khác dẫn tới sự phát triển của loại điện này là hiệu quả ngày càng cao trong biến đổi năng lượng Mặt trời. Nhưng các trang trại điện Mặt trời đòi hỏi nhiều đất, dẫn tới xung đột giữa ngành nông nghiệp với chính phủ và những công ty năng lượng tái tạo. Nhóm nghiên cứu ở Oxford cho biết công nghệ của họ cung cấp giải pháp cho vấn đề trên, đồng thời giảm chi phí năng lượng.

Tuy nhiên, vấn đề với perovskite là độ ổn định, ngăn cản các nhà phát triển thương mại hóa công nghệ. Một số lớp phủ trong phòng thí nghiệm bị hòa tan hoặc phân hủy trong thời gian ngắn nên kém bền hơn pin Mặt trời hiện nay. Các nhà khoa học đang tìm cách cải thiện tuổi thọ của của nó.

• Hệ thống pin mặt trời siêu mỏng, có thể gắn lên mọi bề mặt chỉ với băng dính
• Sạc pin nhờ màn hình "gần như trong suốt" phát ra điện
• Chế tạo thành công pin mặt trời mỏng hơn sợi tóc người