Các nhà khoa học của trung tâm nghiên cứu IK4 và trường đại học Basque (Tây Ban Nha) đang nghiên cứu để tìm cách tăng hiệu quả sử dụng của những chiếc pin năng lượng mặt trời.
Những tấm năng lượng mặt trời hiện nay đang sử dụng có kích thước lớn, nặng và có màu mờ đục, tuy nhiên điều này sẽ sớm thay đổi. Trung tâm nghiên cứu IK4 đã làm việc với nhóm dự án X10D của châu Âu để tìm ra loại vật liệu mới cho tấm năng lượng mặt trời. Mục đích là giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu quả chuyển đổi năng lượng, thời gian sử dụng lâu hơn và thậm chí là về mặt thẩm mỹ trông sẽ dễ nhìn hơn.
“Vấn đề đặt ra cho nghiên cứu này là phân tích hiệu quả chuyển đổi năng lượng của vật liệu mới và làm sao để đưa loại vật liệu mới này vào ứng dụng trong thực tế”, phát biểu của Ikerna Extebarria, một nhà nghiên cứu của trung tâm IK4.
Nhóm nghiên cứu đã tìm cách tăng diện tích tiếp xúc với ánh nắng mặt trời của pin lên mức tối đa, các loại pin với bề mặt và cấu trúc khác nhau đã được thiết kế cho mục đích này.
Ảnh minh họa
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng, nếu diện tích pin trong khoảng 6 cm2 trở xuống thì hiệu quả chuyển đổi năng lượng sẽ tỷ lệ thuận với diện tích, còn nếu lớn hơn thì hiệu quả sẽ giảm lại. Vì vậy, để sản xuất ra tấm năng lượng mặt trời hấp thụ được nhiều ánh nắng thì cần phải ráp nối nhiều chiếc pin với nhau.
Do đó, cần phải sản xuất những chiếc pin quang điện với cấu trúc đặc biệt có thể ráp nối với nhau. Từ trước tới nay, việc sản xuất pin được sử dụng bởi máy móc và laser, điều này gây ảnh hưởng tới bề mặt của pin. Công nghệ mới này có thể bảo đảm được bề mặt pin quang điện đạt chất lượng tốt nhất.
Để cải thiện hiệu quả chuyển đổi năng lượng của những chiếc pin quang điện, bước đầu tiên là cần phải tối ưu hóa quá trình sản xuất pin trên nhiều loại polymer khác nhau để đạt được hiệu quả tối đa cho các vật liệu. Thứ hai là các loại polymer khác nhau có mức hấp thụ ánh sáng khác nhau đã được sử dụng để sản xuất các tế bào có cấu trúc song song, giúp hiệu suất chuyển đổi năng lượng tốt hơn.
Mỗi loại polymer hấp thụ ánh sáng ở các bước sóng khác nhau, khi kết hợp các loại polymer thì có thể hấp thụ tối đa lượng ánh sáng tiếp xúc, tuy nhiên không có loại polymer nào có khả năng hấp thụ toàn bộ các bước sóng ánh sáng.
Vì vậy, để hiệu suất năng lượng mặt trời đạt mức tối đa, cần sử dụng pin có cấu trúc đặc biệt để có thể xếp kết hợp các loại polymer khác nhau. Những kết quả đo lường cho thấy khi kết hợp những chiếc pin quang điện như thế này cho hiệu quả chuyển đổi năng lượng tốt hơn so với kiểu lắp đặt truyền thống.
Ngoài hiệu quả sử dụng thì pin quang điện sử dụng polymer còn giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất so với loại silicon hiện đang được sử dụng.
(Theo Solar Daily)
