ÚC – Cảm biến là một phần không thể thiếu của cuộc sống hiện đại, nhưng lại phụ thuộc vào nguồn điện từ pin – tạo ra chất thải độc hại khi trở thành rác thải. Hiện nay, dự án NSW Smart Sensing Network Grand Challenge Fund đã được triển khai để loại bỏ sự phụ thuộc của cảm biến vào pin dùng một lần, thông qua việc thử nghiệm sản xuất nhanh các tế bào quang điện (PV – photovoltaic) bằng vật liệu perovskite (1), nhằm tạo ra nguồn điện cảm biến bền vững hơn.
(1) Perovskite: là vật liệu được đánh giá có nhiều tiềm năng ứng dụng trong quang điện, hứa hẹn trở thành mũi nhọn trong nghiên cứu và sản xuất pin mặt trời.

Dự án Revolutionising Indoor Sensor Power (tạm dịch là ‘Cách mạng hóa công suất cảm biến trong nhà’): Ủ vi sóng nhanh để tạo ra pin mặt trời perovskite có giá thành thấp, được chỉ đạo bởi Tiến sĩ Binesh Veettil, Giảng viên cao cấp tại khoa Kỹ thuật thuộc đại học Macquarie.

Tiến sĩ Binesh cho biết các tế bào quang điện perovskite cung cấp năng lượng liên tục và phù hợp để thu nhận ánh sáng trong nhà nhằm cung cấp năng lượng cho các cảm biến có công suất thấp. Ông nói rằng: “Chúng giúp tiết kiệm chi phí khi sản xuất hàng loạt và phù hợp để sản xuất dạng cuộn, vì chúng có thể được in lưới, phủ khuôn khe hoặc sơn phun. Thật không may, thời gian ủ dài là một vấn đề cần giải quyết để có thể áp dụng rộng rãi”.

Ủ là một quá trình xử lý nhiệt được sử dụng để chế tạo các tế bào quang điện. Việc chế tạo một tế bào perovskite hiệu suất cao cần 30 phút ủ trên một tấm nóng. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng có thể đạt được kết quả tương tự trong 30 giây ở môi trường phòng thí nghiệm, bằng cách sử dụng phương pháp ủ vi sóng.

Tiến sĩ Binesh cho biết: “Sau khi cải tiến quy trình sản xuất tế bào quang điện dạng cuộn cho đối tác của chúng tôi, công ty Halocell Energy, quá trình ủ sẽ được tăng tốc lên 300% song song với việc sản xuất chất bán dẫn (2) chất lượng cao. Điều này sẽ giúp giảm 50% nhu cầu năng lượng cho quá trình ủ”.
(2) Chất bán dẫn: là chất có độ dẫn điện ở mức trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng.

Những phát hiện nghiên cứu có tiềm năng đẩy nhanh quá trình sản xuất và nâng cao chất lượng pin. Dự án là sự hợp tác với Tiến sĩ Robert Patterson từ khoa Kỹ thuật Quang điện và Năng lượng Tái tạo tại đại học UNSW (University of New South Wales) và công ty đối tác Halocell Energy. Dự án nhằm mục đích chứng minh tính khả thi của kỹ thuật này trong sản xuất tế bào quang điện dạng cuộn, mở đường cho việc triển khai cảm biến trong nhà thân thiện với môi trường ở quy mô lớn.

Tiến sĩ Binesh cho biết: “Dự án này tạo điều kiện cho một giải pháp dễ dàng: các tế bào quang điện được tối ưu hóa sử dụng trong nhà kết hợp với các siêu tụ điện nhỏ gọn để lưu trữ năng lượng. Cách tiếp cận này không chỉ giải quyết vấn đề cấp bách về chất thải độc hại, mà còn mang lại lợi ích thiết thực cho khách hàng cuối. Bằng cách cung cấp các cảm biến ‘install-and-forget’ không có thời gian chết do thay pin, chúng tôi tạo điều kiện cho khả năng hoạt động liên tục của các thiết bị mà không gây tác động môi trường”.

Để xem các tin bài khác về “Tế bào quang điện”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Electronics Online