Cửa sổ năng lượng mặt trời “lai” này, được phát triển bởi nhóm nghiên cứu tại Khoa kỹ thuật năng lượng tích hợp thuộc Đại học Hàn Quốc, hợp tác với Đại học hàng không vũ trụ Hàn Quốc và Viện khoa học công nghệ Hàn Quốc. Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ này có thể mở rộng đáng kể vai trò của cửa sổ trong các tòa nhà tiết kiệm năng lượng.
Cửa sổ năng lượng mặt trời này duy trì độ trong suốt cao, cung cấp sản lượng điện ổn định, bất kể thời gian hay điều kiện thời tiết. Nó có thể tạo ra điện 24 giờ một ngày, bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời vào ban ngày và ánh sáng đèn trong nhà vào ban đêm. Nó có thể giúp khắc phục các hạn chế bấy lâu nay của tấm pin mặt trời trong suốt.
Không giống như các tấm pin mặt trời trong suốt thông thường, phải chịu giảm hiệu suất để có độ trong suốt cao hơn, hoặc làm biến sắc ánh sáng chiếu vào, hệ thống mới này vẫn giữ được cả độ trong suốt và độ chính xác màu sắc.
Các nhà khoa học cho biết, các tấm pin mặt trời màng mỏng thường làm biến dạng màu sắc của ánh sáng trong quá trình hấp thụ, tạo ra những hạn chế cho việc ứng dụng chúng làm hệ thống quang điện tích hợp vào tòa nhà (BIPV).
Trong khi đó, công nghệ tiên tiến này dựa trên cấu trúc kết hợp gương phản xạ Bragg phân tán (DBR) với tấm pin silicon hai mặt. Gương phản xạ quang học sẽ chọn lọc, chuyển hướng ánh sáng cận hồng ngoại vô hình về phía tấm pin mặt trời trong khi cho phép hầu hết ánh sáng nhìn thấy được đi qua.
Kết quả là công nghệ này có thể duy trì độ trong suốt cao và vẫn trung tính về mặt thị giác, trong khi chuyển đổi năng lượng từ các bước sóng thường bị lãng phí. Phương pháp này giải quyết một thách thức quan trọng trong hệ thống quang điện trong suốt, bằng cách cân bằng hiệu suất và khả năng sử dụng.
Với nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu tận dụng đặc tính của pin mặt trời hai mặt để triển khai hệ thống phát điện liên tục 24/7. Hệ thống này thu ánh sáng mặt trời vào ban ngày và ánh sáng trong nhà từ đèn LED, đèn huỳnh quang vào ban đêm. Phương pháp mới này tạo ra nguồn điện ổn định bất kể thay đổi về thời gian hay thời tiết.
Tấm pin này duy trì độ truyền ánh sáng nhìn thấy được ở mức 75,6%, đồng thời cung cấp độ sáng tương đương cửa sổ thông thường. Bên cạnh đó, chỉ số hoàn màu (CRI), thước đo cho biết độ chính xác của việc tái tạo màu sắc ánh sáng qua cửa sổ, đạt 93,8%. Điều này giải quyết hiệu quả vấn đề biến dạng màu sắc vốn là điểm yếu của các tấm pin mặt trời trong suốt trước đây.
Theo nhóm nghiên cứu, phương pháp này có thể là giải pháp thay thế mới để tạo ra cửa sổ tích hợp pin mặt trời có độ trong suốt cao, khả năng hoàn màu vượt trội và khả năng phát điện mạnh mẽ cùng một lúc. Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Joule.
