Các nhà nghiên cứu tại KAUST công bố một báo cáo đánh giá về tấm polycarbonate như một giải pháp thay thế cho kính của tấm pin mặt trời. Phát hiện của họ cho thấy, vật liệu mới này có trọng lượng nhẹ, độ bền cơ học, độ trong suốt quang học và khả năng chịu nhiệt đáng nghiên cứu thêm.
Việc thay thế kính tấm pin mặt trời thông thường bằng vật liệu polymer có thể giảm trọng lượng, tránh vỡ kính và mở ra các ứng dụng quang điện mới, mà trọng lượng nhẹ là quan trọng, chẳng hạn như pin quang điện tích hợp trong tòa nhà (BIPV), pin quang điện tích hợp trong xe (VIPV).
Theo bài đánh giá “Tấm quang điện nhẹ tạo ra bởi tấm nền polycarbonate”, công bố trên tạp chí Advanced Engineering Materials bởi các nhà nghiên cứu tại KAUST ở Saudi Arabia, các vật liệu thay thế, chẳng hạn như tấm polycarbonate (PC), xứng đáng được xem xét.
Điều này dựa trên hiệu suất đã được chứng minh của tấm polycarbonate (PC) ở ngoài trời trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Ví dụ về các ứng dụng ngoài trời bao gồm vật liệu lợp mái nhà kính, giếng trời kiến trúc và mặt tiền tòa nhà.
Theo bài báo, vật liệu này được sử dụng nhờ khả năng chịu va đập, hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng, độ ổn định kích thước tuyệt vời và đặc tính tự dập tắt. Hơn nữa, tấm PC mang lại sự kết hợp độc đáo giữa trọng lượng nhẹ, độ bền cơ học, độ trong suốt quang học băng thông rộng.
Nghiên cứu tập trung vào hai độ dày của tấm PC: (i) mỏng dưới 1 mm, tấm mặt trước và mặt sau linh hoạt; (ii) dày trên 1 mm, tấm polymer cứng. Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu cũng so sánh các đặc tính của kính, PC và vật liệu polymethyl methacrylate (PMMA), bao gồm cả chi phí.
Khám phá của các nhà nghiên cứu tại KAUST cho thấy vật liệu gốc polymer, đặc biệt là PC, có thể giảm trọng lượng module hơn 50% so với kính, đồng thời mang lại khả năng chống va đập, chống cháy, cải thiện độ ổn định cơ học, và tính linh hoạt trong thiết kế.
Nghiên cứu cũng chỉ ra các thách thức trong việc áp dụng rộng rãi liên quan đến ứng suất nhiệt cơ học, do hệ số giãn nở nhiệt khác nhau trong lớp vật liệu, khả năng tương thích với chất đóng gói thương mại không nhất thiết cần thiết kế riêng để bám dính vào tấm PC và chi phí có thể cao hơn.
Tuy nhiên, các tiến bộ gần đây trong vật liệu đóng gói đã mang lại giải pháp hứa hẹn giải quyết các rào cản này, các nhà nghiên cứu cho biết. Bên cạnh đó, các nghiên cứu về độ tin cậy dài hạn và thử nghiệm ngoài trời vẫn rất cần thiết để chứng minh độ bền của các module quang điện đóng gói bằng tấm PC.
Nhóm nghiên cứu hiện sẽ tập trung vào việc phát triển các module quang điện nhẹ dựa trên PC, sẵn sàng đưa ra thị trường bằng cách sử dụng các vật liệu thương mại có sẵn trên thị trường tương thích các quy trình cán mỏng công nghiệp tiêu chuẩn.
