Phương pháp mới này, được gọi là ShadeCut, được phát minh bởi một nhóm nghiên cứu tại Viện nghiên cứu hệ thống năng lượng mặt trời (ISE) Fraunhofer ở Freiburg, một trong những viện nghiên cứu năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới.
Công nghệ này cho phép tạo ra các mẫu hình ảnh phức tạp, đồng thời vẫn giữ được khoảng 95% công suất đầu ra của tấm pin mặt trời không có lớp phủ. Cách tiếp cận mới này dựa trên công nghệ MorphoColor của viện, tạo ra lớp phủ lấy cảm hứng từ sinh học dành cho tấm pin mặt trời.
Công nghệ này tạo ra màu sắc thông qua các cấu trúc siêu nhỏ, thay vì chất tạo màu truyền thống. Kỹ thuật này sử dụng lớp màng tạo màu đặc biệt, với các đường cắt hoàn hảo để tạo ra các thiết kế có thể giống như ngói lợp, tường xây, thậm chí là đồ họa tùy chỉnh.
Bằng cách tạo cấu trúc và cắt lớp màng tạo màu, nhóm nghiên cứu có thể tích hợp các hiệu ứng màu sắc và họa tiết phức tạp trực tiếp lên tấm pin mặt trời. Công nghệ này đặc biệt thú vị đối với các tấm pin được thiết kế để tích hợp vào mặt tiền, trên mái nhà, hoặc thậm chí là lan can.
Lấy cảm hứng từ đôi cánh óng ánh của loài bướm Morpho, phương pháp MorphoColor sử dụng cấu trúc quang tử 3D để điều khiển ánh sáng, tạo ra màu sắc sống động, ổn định theo góc độ, với tổn thất năng lượng tối thiểu.
Dựa trên mô hình sinh học này, các nhà khoa học cũng thành công trong việc áp dụng cấu trúc bề mặt tương tự vào mặt sau của kính bảo vệ tấm pin mặt trời. Theo các nhà nghiên cứu, ShadeCut sử dụng quy trình điều khiển bằng laser hoặc CAD để cắt các họa tiết lên màng phim mang lớp phủ MorphoColor.
Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ MorphoColor vượt trội về hiệu suất so với mô hình sinh học. Các thử nghiệm độc lập cho thấy, lớp phủ này giữ lại khoảng 95% công suất của tấm pin không phủ. Điều này làm cho công nghệ này vượt trội so với các giải pháp tương đương trên thị trường.
Hơn nữa, công nghệ này còn trở nên hấp dẫn đối với các ứng dụng mà trước đây yếu tố thẩm mỹ thường làm hạn chế việc sử dụng tấm pin mặt trời. Giờ đây, các nhà khoa học có thể áp dụng lớp màng này cho tấm pin mặt trời trong việc thiết kế công trình.
Khả năng thích ứng như vậy, có thể giúp mở rộng vai trò của hệ thống quang điện tích hợp vào tòa nhà (BIPV), nơi các tấm pin mặt trời được sử dụng trực tiếp vào cấu trúc của tòa nhà, thay vì chỉ được gắn trên bề mặt.
Ngoài ra, các tấm pin mặt trời màu đen hoặc xanh truyền thống, thường gặp hạn chế ở các khu vực lịch sử hoặc các dự án chú trọng đến thiết kế. Các tấm pin có màu sắc, hoa văn phù hợp, có thể làm cho hệ thống năng lượng mặt trời trở nên dễ chấp nhận hơn, thậm chí là hấp dẫn hơn.
Các tấm pin ShadeCut sẽ được trưng bày tại triển lãm The Smarter E / Intersolar Europe 2026 ở Munich (Đức), triển lãm hàng đầu thế giới dành cho ngành công nghiệp năng lượng mặt trời, dự kiến diễn ra vào tuần lễ cuối tháng 6/2026.
