Vật liệu pin mặt trời mỏng gấp 15 lần tờ giấy

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Stanford đang phát triển một vật liệu pin mặt trời mới hiệu quả mỏng hơn nhiều so với giấy.

Vật liệu pin mặt trời mỏng gấp 15 lần tờ giấy
Nguyên mẫu pin mặt trời sử dụng vật liệu do các nhà nghiên cứu phát triển từ TMD. (Ảnh: Đại học Stanford)

Dựa trên kim loại chuyển tiếp dichalcogenide (TMD), vật liệu mới có khả năng hấp thụ lượng ánh sáng Mặt Trời cao hơn pin thông thường, cung cấp giải pháp siêu nhẹ thay thế pin mặt trời hoạt động nhờ silicon.

Nghiên cứu của Đại học Stanford nằm trong nỗ lực tìm kiếm vật liệu pin mặt trời thay thế silicon. Silicon là vật liệu phổ biến nhất để sản xuất pin mặt trời nhưng do rất nặng và rắn, silicon không thực sự phù hợp với ứng dụng trên máy bay, tàu vũ trụ, phương tiện điện, hay thiết bị đeo trên người vốn đòi hỏi trọng lượng nhẹ. Bộ pin mới bao gồm TMD cùng như các mối nối mạ vàng bọc trong lớp graphene dẫn điện chỉ dày bằng một nguyên tử. Cấu trúc đó được đặt bên trong lớp polymer mềm dẻo chống phản xạ, giúp cải thiện hấp thụ ánh sáng. Riêng tế bào pin TMD dày chưa tới 6 micron.

Loading...

Trước đây, giới nghiên cứu gặp khó khăn trong việc khai thác tiềm năng của TMD. Các chướng ngại vật liên quan tới khâu sản xuất và vận chuyển vật liệu siêu nhẹ mà không gây hư hỏng. Tuy nhiên, vấn đề chính là pin mặt trời silicon hiện nay biến đổi khoảng 30% ánh sáng mặt trời thành điện trong khi TMD chỉ biến đổi khoảng 2%. Dù TMD có tiềm năng lớn cho phép ứng dụng rộng rãi hơn, nhóm nghiên cứu cần tìm ra cách cải tiến hiệu suất của vật liệu.

Vật liệu mới do nhóm nghiên cứu ở Đại học Stanford phát triển khắc phục nhược điểm trên khi đạt hiệu suất chuyển đổi điện 5,1%. Các nhà nghiên cứu có thể tối ưu hóa vật liệu để đạt hiệu suất 27%, tương đương những pin mặt trời tốt nhất trên thị trường hiện nay. Vật liệu nguyên mẫu cũng có tỷ số công suất - trọng lượng cao gấp 100 lần bất kỳ TMD nào từng được phát triển.

TMD không chứa hóa chất độc hại và tương thích sinh học, có nghĩa chúng có thể dùng cho thiết bị đeo tiếp xúc với da người. Tuy nhiên, lợi thế lớn nhất là vật liệu rất mỏng và linh hoạt, có chi phí rẻ hơn đồng thời dễ đổ khuôn theo hình thù khác thường. Đối với xe điện, vật liệu mới có thể thúc đẩy sự phát triển của xe điện mặt trời (SEV), giúp phương tiện chạy nhiều tháng mà không cần cắm sạc. Vật liệu này cũng có thể dùng để sạc bất kỳ đồ vật nào, bao gồm thiết bị đeo nhỏ, robot, máy bay và tàu vũ trụ.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Bàn tay robot đã có thể giống người như thế này thì tương lai Terminator đã gần hơn một bước

Bàn tay robot đã có thể giống người như thế này thì tương lai Terminator đã gần hơn một bước

Nhóm nghiên cứu cho biết bàn tay robot này có khả năng trợ giúp trong nhiều lĩnh vực đòi hỏi cả sức mạnh và sự tinh tế.

Đăng ngày: 20/12/2021
Loại vải mới tự mở lỗ thông khí khi người đổ mồ hôi

Loại vải mới tự mở lỗ thông khí khi người đổ mồ hôi

Nhờ các miếng lật tí hon và lớp bạc phủ bên ngoài, loại vải mới vừa giữ ấm tốt, vừa làm mát hiệu quả.

Đăng ngày: 20/12/2021
Thử nghiệm mới cho thấy, đồng xốp tiêu diệt vi khuẩn nhanh gấp 120 lần

Thử nghiệm mới cho thấy, đồng xốp tiêu diệt vi khuẩn nhanh gấp 120 lần

Trong thử nghiệm, loại đồng với cấu trúc đặc biệt có thể tiêu diệt gần như toàn bộ vi khuẩn tụ cầu vàng bám trên bề mặt trong 2 phút.

Đăng ngày: 20/12/2021
Chuyên gia Singapore phát triển pin giấy mềm dẻo có thể phân hủy sinh học

Chuyên gia Singapore phát triển pin giấy mềm dẻo có thể phân hủy sinh học

Các chuyên gia tại Đại học Công nghệ Nanyang phát triển loại pin mới có thể cung cấp điện liên tục kể cả khi bị bẻ cong hay vặn xoắn.

Đăng ngày: 17/12/2021
Tàu đệm từ đầu tiên sử dụng công nghệ từ trường vĩnh cửu của Trung Quốc

Tàu đệm từ đầu tiên sử dụng công nghệ từ trường vĩnh cửu của Trung Quốc

Tàu đệm từ trên cao thế hệ mới Xingguo của Trung Quốc hôm 14/12 đã rời dây chuyền lắp ráp tại thành phố Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc.

Đăng ngày: 17/12/2021
Israel tìm ra phương pháp tích trữ năng lượng Mặt trời vào ban đêm

Israel tìm ra phương pháp tích trữ năng lượng Mặt trời vào ban đêm

Năng lượng tái tạo từ Mặt trời và gió thường khó tích trữ. Đây là rào cản chính trong nỗ lực chuyển sang năng lượng tái tạo của toàn cầu.

Đăng ngày: 16/12/2021
Đây chính là khoảnh khắc

Đây chính là khoảnh khắc "cách mạng" cho tương lai của máy bay không người lái và điện thoại

Phát minh mới của một công ty Nhật Bản có thể xoa dịu nhu cầu về kim loại hiếm đang ngày một gia tăng.

Đăng ngày: 16/12/2021
Tiêu điểm
Khoa Học News