Chế tạo tế bào quang điện hiệu quả cao
Thứ ba, 03/09/2013 - 09:10
Nhóm nghiên cứu công nghệ micro và công nghệ nano thuộc trường Đại học Politècnica de Catalunya (UPC), Tây Ban Nha vừa chế tạo ra những tế bào quang điện bằng silicon với hiệu suất chuyển hóa 20,5%
Nhóm nghiên cứu công nghệ micro và công nghệ nano thuộc trường Đại học Politècnica de Catalunya (UPC), Tây Ban Nha vừa chế tạo ra những tế bào quang điện bằng silicon với hiệu suất chuyển hóa 20,5%, mức cao nhất đạt được nhờ sử dụng vật liệu silicon tại nước này. Kết quả này có thể so sánh được với kết quả nghiên cứu của các nhóm nghiên cứu hang đầu thế giới về lĩnh vực này trên thế giới.
Các nhà khoa học của UPC đã chế tạo được tế bào quang điện vượt qua mức 15%, mức hiệu suất trung bình của hầu hết các tế bào quang điện thông thường. Đặc biệt, đã đạt được hiệu suất chuyển hóa (chuyển ánh sáng tới thành năng lượng điện) là 20,5%, tương đương với việc có thể tăng 1/3 năng lượng được sản xuất trên mỗi đơn vị diện tích.
Chẳng hạn, nhờ hiệu suất cao của loại tế bào quang điện mới này, chỉ cần 4,8m2 pin quang điện sẽ có thể đáp ứng đượng nhu cầu năng lượng của 1 gia đình/ 1 năm (trung bình khoảng 4 kWh/ngày), thay vì trước kia cần 6,5 m2 pin quang điện thông thường.
Loại tế bào quang điện mới này được chế tạo từ tinh thể silicon và hoạt động theo một phương thức đơn giản, giống các tế bào thông thường. Tế bào quang điện hấp thu ánh sáng và tạo ra điện tích. Điện tích này được đưa sang các tấm pin tiếp xúc và chuyển hóa thành dòng điện. Theo Alcubilla, thành viên của nhóm nghiên cứu, mục tiêu đạt đến là tạo ra nhiều điện tích và không làm thất thoát, đưa điện tích vào các tấm tiếp xúc. Cuối cùng, sau khi ánh sáng mặt trời được chuyển hóa thành dòng điện, nó được đưa vào lưới điện thông minh để sử dụng nội hạt hoặc sử dụng cho công nghiệp.
Do vậy, chìa khóa thành công của dự án là việc giảm thiểu những thất thoát, và bằng cách theo đuổi lối tiếp cận này các nhà khoa học của UPC đã điều chỉnh để chế tạo ra những tế bào silicon hiệu quả nhất Tây Ban Nha. Alcubilla cho biết, các nhà khoa học đã nghiên cứu rất nhiều về việc tạo ra và phát triển những vật liệu và cấu trúc mới, và về công nghệ cần thiết để tối ưu hóa toàn bộ quy trình đồng thời đạt hiệu quả cao. Bước tiếp theo là xây dựng những thủ tục để tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất quy mô lớn.
Kết quả đạt được trong nghiên cứu này (sau 38 cuộc thử nghiệm bắt đầu từ năm 2002) được so sánh với những dự án nghiên cứu được tiến hành trên các quốc gia khác, dẫn đầu trong lĩnh vực năng lượng quang điện. Hiệu suất cao nhất đã đạt của tế bào quang điện là 24,7%, kỷ lục của nhóm chuyên gia người Ôxtrâylia thuộc Đại học New South Wales.
Theo Scienedaily