Các nhà nghiên cứu tại Đại học công nghệ Nanyang ở Singapore vừa phát triển một loại pin mặt trời siêu mỏng mới, gần như vô hình, mở ra triển vọng một ngày nào đó có thể biến cửa sổ tòa nhà, cửa sổ trời ô tô, thậm chí cả kính thông minh thành máy phát điện năng lượng sạch.
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra pin mặt trời siêu mỏng, bằng cách sử dụng vật liệu perovskite. Những pin mặt trời mới này mỏng hơn khoảng 10.000 lần so với sợi tóc người và mỏng hơn khoảng 50 lần so với các pin mặt trời perovskite thông thường.
Mặc dù rất mỏng, nhưng loại thiết bị này vẫn có thể chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng ấn tượng. Các nhà nghiên cứu cho biết, công nghệ này có khả năng giúp tích hợp năng lượng mặt trời vào các tòa nhà và thiết bị mà không làm thay đổi nhiều về hình thức bên ngoài.
Một trong những lợi thế lớn nhất là loại pin mặt trời này bán trong suốt và gần như không màu. Điều này có nghĩa là chúng có thể tích hợp trực tiếp vào kính cửa sổ, kính mặt tiền của các tòa nhà, đồng thời vẫn cho phép ánh sáng ban ngày xuyên qua.
Khác với các tấm pin mặt trời silicon truyền thống, pin mặt trời perovskite này có thể tạo ra điện năng dưới ánh sáng mặt trời gián tiếp và trong điều kiện nhiều mây. Điều này đặc biệt hữu ích ở các khu vực đô thị đông đúc như Singapore, nơi nhiều bề mặt tòa nhà không nhận được ánh sáng mặt trời mạnh, trực tiếp.
Các nhà nghiên cứu ước tính, nếu công nghệ này được mở rộng quy mô, các tòa nhà văn phòng lớn lắp kính có thể tạo ra một lượng điện đáng kể mỗi năm chỉ đơn giản bằng cửa sổ và mặt tiền với lớp perovskite này. Trong một số trường hợp, điện năng sản xuất có thể tương đương lượng điện tiêu thụ hằng năm của khoảng 100 căn hộ nhà ở công cộng bốn phòng.
Để sản xuất các pin mặt trời siêu mỏng, các nhà khoa học sử dụng quy trình dựa trên chân không, gọi là bay hơi nhiệt. Trong phương pháp này, vật liệu được nung nóng cho đến khi chúng chuyển thành dạng hơi bên trong một buồng chân không. Hơi sau đó lắng xuống một bề mặt, tạo thành lớp màng cực mỏng và đều.
Kỹ thuật này tránh sử dụng các dung môi lỏng độc hại và giúp giảm các khuyết tật nhỏ, có thể làm giảm hiệu suất của pin mặt trời. Nó cũng cho phép các nhà khoa học kiểm soát cẩn thận độ trong suốt của pin mặt trời. Nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công pin mặt trời perovskite với các lớp mỏng tới 10 nanomet. Một nanomet bằng một phần tỉ mét.
Một thiết bị bán trong suốt cho phép khoảng 41% ánh sáng nhìn thấy đi qua, trong khi vẫn tạo ra điện năng một cách hiệu quả. Theo các nhà nghiên cứu, đây là một trong những hiệu suất tốt nhất từng đạt được đối với loại pin mặt trời trong suốt này. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí ACS Energy Letters.
Các nhà khoa học cho biết, đích nhắm đến của công nghệ này là có thể sử dụng được trong các tòa nhà chọc trời lắp kính, xe cộ, thiết bị điện tử đeo được và các bề mặt khác thường không tạo ra năng lượng. Nhóm hiện đang hợp tác với các đối tác trong ngành để cải thiện độ bền, tính ổn định lâu dài của pin mặt trời trước khi sản phẩm thương mại được đưa ra thị trường.
