Khai thác năng lượng từ các tấm kính

Một nhóm nghiên cứu của Hàn Quốc đã phát triển các tế bào năng lượng mặt trời kiểu perovskite bán mờ, có thể làm các cửa sổ thu năng lượng mặt trời.

Các nhà khoa học đang nghiên cứu cách phát triển các tế bào năng lượng trong suốt hoặc bán mờ để thay thế cho các vách kính trong các tòa nhà hiện đại để khai thác năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, công việc này gặp nhiều thách thức do sự trong suốt làm giảm hiệu quả của pin mặt trời trong việc hấp thụ ánh sáng để tạo ra điện.

Pin mặt trời thông thường hiện nay được làm bằng tinh thể silic, rất khó làm mờ. Trong khi đó, các tế bào pin mặt trời bán mờ sử dụng vật liệu hữu cơ hoặc nhạy quang nhưng hiệu quả chuyển đổi năng lượng của chúng lại tương đối thấp. Perovskites là loại vật liệu quang điện hữu cơ- vô cơ rẻ tiền và dễ chế tạo. Gần đây, chúng rất được quan tâm vì hiệu quả của pin mặt trời perovskite đã gia tăng nhanh chóng trong vài năm qua.

Sử dụng perovskites, một nhóm nghiên cứu của Hàn Quốc do Giáo sư Seunghyup Yoo của Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (Korea Advanced Institute of Science and Technology) và Giáo sư Nam-Gyu Park của Đại học Sungkyunkwan đã phát triển được một loại pin mặt trời dạng bán mờ, có hiệu quả gương nhiệt cao.

Một nguyên tắc để tạo ra tế bào năng lượng mặt trời bán mờ có hiệu quả là phát triển một điện cực trong suốt cho lớp trên cùng của tế bào tương thích với xúc tác quang. Nhóm nghiên cứu Hàn Quốc đã phát triển một 'điện cực trong suốt' (TTE) hoạt động tốt với các tế bào năng lượng mặt trời kiểu perovskite. TTE dựa trên cấu trúc một tấm nhiều lớp, gồm một màng kim loại nằm giữa một lớp có chỉ số khúc xạ cao và một lớp đệm buffer. TTE này được bố trí ở lớp trên cùng của pin mặt trời. Không giống như các điện cực trong suốt thông thường chỉ truyền ánh sáng nhìn thấy được, TTE còn cho phép cả các tia hồng ngoại phản xạ đi qua.

Các tế bào mặt trời bán mờ được làm từ TTEs có hiệu suất chuyển đổi năng lượng trung bình lên đến 13,3%, phản xạ 85,5% ánh sáng hồng ngoại tới.

Nhóm nghiên cứu tin rằng, nếu các tế bào năng lượng mặt trời kiểu perovskite bán mờ được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn, chúng có thể làm các cửa sổ sử dụng năng lượng mặt trời cho các tòa nhà và ô tô, không chỉ tạo ra điện năng mà còn cho phép quản lý nhiệt lượng thông minh trong nhà, giúp sử dụng năng lượng hiệu quả hơn.

T.K (Theo sciencedaily.com)