Sẽ có pin mặt trời giá rẻ hơn hiện tại

Những tấm pin năng lượng Mặt Trời hiện nay vẫn đang là một trong những nguồn cung cấp năng lượng sạch được quan tâm nghiên cứu nhiều nhất. So với những phương pháp sản xuất năng lượng sạch khác như thủy điện, phong điện…thì những tấm quang điện có ưu điểm lớn là nhỏ gọn, dễ sử dụng do đó thích hợp với việc lắp đặt và sử dụng riêng cho hộ gia đình.

 

 

Chắc chắn chúng ta đã nghe rất nhiều về những tiến bộ khoa học đã giúp những tấm pin năng lượng mặt trời thế hệ mới biến đổi được ngày càng nhiều năng lượng từ Mặt Trời thành năng lượng điện. Tuy nhiên, nếu muốn sở hữu những tấm quang điện này để trang bị cho gia đình của bạn, chắc chắn số tiền phải bỏ ra sẽ không nhỏ. Đây cũng là một trong những lý do khiến việc sử dụng pin năng lượng Mặt Trời cho các hộ gia đình vẫn chỉ là những đề án cho tương lai. Tuy nhiên, đề án nghiên cứu vô cùng đơn giản đang được tiến hành tại Đại học Bắc Carolina có thể giúp chúng ta tiến gần hơn tới tương lai ấy.

 

Những nhà nghiên cứu đã tìm ra cách để tạo ra những tấm pin năng lượng Mặt Trời siêu mỏng, có thể tạo ra điện năng tương đương với những tấm pin dày mà chi phí sản xuất lại thấp hơn rất nhiều. Loại pin mới được chế tạo theo thiết kế “tấm kẹp cỡ nano”. Sử dụng kỹ thuật giống như kỹ thuật in thạch bản truyền thống, các nhà nghiên cứu đặt tấm điện môi (dielectric) trong suốt làm khuôn. Phần khuôn tạo thành từ chất điện môi này tạo một phần nền, xếp thành những cấu trúc nhỏ có chiều cao chỉ vào cỡ 200 đến 300 nanometer. Nhìn theo mặt cắt ngang, phần nền này tạo thành hình dáng giống những lỗ châu mai trên những thường thành cổ.

 

 

Tiếp theo đó, một lớp mỏng của thứ nguyên liệu hoạt động được đặt lên trên phần nền này. Chính nguyên liệu này là thành phần quan trọng nhất trong tấm pin năng lượng Mặt Trời, đây là thứ chất làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng thu được từ tia sáng Mặt Trời thành năng lượng điện.

 

Cuối cùng, để hoàn thành tấm pin, một lớp chất điện môi nữa được phủ lên trên cùng, kẹp chặt phần chất hoạt động ở giữa. Kết quả thu được là một tấm kẹp sandwich “chất điện môi/ nguyên liệu hoạt động/ chất điện môi” mỏng hơn rất nhiều so với những tấm pin năng lượng Mặt Trời thường thấy mà tác dụng lại không thua kém. Tấm pin năng lượng Mặt Trời này nhìn theo mặt cắt ngang rất giống những tấm tôn lợp mái nhà thường thấy, chỉ có điều những cấu trúc này có kích cỡ tính theo nanometer.

 

Hình dáng đơn giản mà đặc biệt của những tấm pin năng lượng Mặt Trời này cho phép những phần chất điện môi hoạt động hiệu quả hơn, tập trung nhiều phần năng lượng thu nhận từ ánh sáng Mặt Trời hơn cho phần chất biến đổi. Đối với tấm pin loại mới này, chúng ta sẽ phải sử dụng ít nguyên liệu hơn mà hiệu quả của những tấm pin không bị thay đổi.

 

 

Phần chất biến đổi năng lượng Mặt Trời trở thành điện năng được nghiên cứu trong đề án này là chất Silicon không kết tinh (a-Si). Chỉ cần khoảng 70 nanometer bề dày mà đã có thể hoạt động không thua kém những tấm pin năng lượng Mặt Trời đang được sử dụng với lớp Silicon không kết tinh dày từ 300 đến 500 nanometer.

 

Các cuộc thử nghiệm với kiểu pin quang điện hình dạng mới này vẫn đang tiếp tục được thực hiện với phần chất hoạt động là cadmium telluride và hợp chất đồng indium gallium selenide để xác thực về khả năng hoạt động của mẫu thiết kế mới này. Đôi khi những thay đổi nhỏ và đơn giản thực sự có thể thúc đẩy sự phát triển của khoa học.

 

 

Tham khảo: Gizmag