Tấm quang điện mặt trời siêu mỏng có thể biến mọi bề mặt thành nguồn điện

Trang tin công nghệ trực tuyến của Viện Công nghệ Massachusetts Mỹ, News.mit.edu (NME) vừa công bố phát minh mới, tạo ra công nghệ bền vững hơn trong lĩnh vực quang điện. Đó là loại quang điện mặt trời siêu mỏng, siêu nhẹ, mỏng hơn sợi tóc người, có thể dán lên mọi bề mặt để sinh ra điện năng.

Tấm quang điện mặt trời siêu mỏng của MIT có thể biến mọi bề mặt thành nguồn điện. Nguồn ảnh: Internet

Đây là quang điện mặt trời vải, trọng lượng chỉ bằng 1/100 tấm quang điện mặt trời truyền thống, được làm từ mực bán dẫn, có thể in và có công suất trên mỗi kg cao hơn quang điện mặt trời truyền thống khoảng 18 lần.

Theo công bố, sản phẩm khá mềm dẻo, bền chắc và siêu mỏng. Để sản xuất ra tế bào quang điện này, nhóm đề tài sử dụng các vật liệu nano ở dạng mực điện tử, có thể in để sản xuất thương mại. Sau đó, chúng được phủ bằng cách sử dụng một máy phủ khuôn có rãnh, giúp lắng đọng các lớp vật liệu điện tử lên một chất nền đã được chuẩn bị sẵn, có thể tháo rời.

Sử dụng phương pháp in lụa, một điện cực được đặt lên cấu trúc để hoàn thiện mô-đun năng lượng mặt trời. Sau đó, tách mô-đun in có độ dày khoảng 15 micron ra khỏi đế nhựa, tạo thành một thiết bị hay pin năng lượng mặt trời siêu nhẹ.

Cản trở trong việc triển khai các tấm quang điện mặt trời siêu mỏng là dễ rách. Để giải quyết vấn đề này, MIT đã tìm kiếm một chất nền nhẹ, linh hoạt và có độ bền cao để gắn các tấm quang điện mặt trời lên. MIT đã xác định các loại vải tối ưu vì chúng mang lại khả năng đàn hồi cơ học và tính linh hoạt với ít trọng lượng tăng thêm. Đó là một loại vải tổng hợp nặng 13 gram/mét vuông, được biết đến với tên thương mại là Dyneema. Bằng cách thêm một lớp keo qua xử lý tia cực tím, chỉ dày vài micron, nhóm đề tài dán các mô-đun mặt trời lên vải này. Kết quả tạo thành một cấu trúc năng lượng mặt trời siêu nhẹ và bền về mặt cơ học.

Qua thử nghiệm cho thấy có thể tạo ra 730 W điện trên mỗi kg khi dùng độc lập và khoảng 370 W trên mỗi kg. Nghĩa là công suất trên mỗi kg cao hơn tấm quang điện mặt trời truyền thống khoảng 18 lần. Độ bền khi cuộn và mở ra sau hơn 500 lần vẫn giữ được hơn 90% khả năng sản xuất điện ban đầu.

Theo Mayuran Saravanapavanantham, nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật điện và khoa học máy tính, và là đồng tác giả nghiên cứu, tế bào quang điện mới này có rất nhiều ứng dụng, linh hoạt, dưới dạng vải năng lượng mặc trên người, hoặc dán lên bề mặt khác nhau. Ví dụ dùng để may cánh buồm, dán lên cánh máy bay, nóc xe hay tàu chạy trên biển, lều bạt… Hiện,  nhóm đề tài đang tiếp tục cải tiến đề tăng độ bền cho tế bào quang điện, và thực hiện các khâu thử nghiệm cuối trước khi xin cấp phép để đưa vào sản xuất hàng loạt.


  • 21/12/2022 05:22
  • K.Nam (Theo EC/MIT/TC-12/2022)
  • 2846