Đột phá trong chế tạo vật liệu năng lượng mặt trời
Thứ bảy, 19/04/2014 - 15:44
Các kỹ sư hóa tại trường Đại học Oregon đã khám phá một phương thức khai thác năng lượng mặt trời không chỉ làm nguồn điện, mà còn để sản xuất trực tiếp vật liệu năng lượng mặt trời.
Trong bước tiến gần đây về năng lượng mặt trời, các kỹ sư hóa tại trường Đại học Oregon đã khám phá một phương thức khai thác năng lượng mặt trời không chỉ làm nguồn điện, mà còn để sản xuất trực tiếp vật liệu năng lượng mặt trời. Các kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí RSC Advances.GS Chih-Hung Chang, trưởng nhóm nghiên cứu cho rằng phương pháp này nên được triển khai và rất có ý nghĩa môi trường. Một số khía cạnh của hệ thống này sẽ tiếp tục làm giảm giá năng lượng mặt trời và khi được sử dụng rộng rãi, sẽ làm giảm phát thải các bon. Ngoài ra, có thể sản xuất vật liệu năng lượng mặt trời ở bất cứ đâu có đủ tài nguyên năng lượng mặt trời và trong qui trình sản xuất này, tác động đến năng lượng bằng không.
Nghiên cứu sử dụng bình phản ứng nhỏ “dòng chảy liên tục” tạo ra mực in từ hạt nano để sản xuất pin mặt trời. Các phương pháp hiện nay chủ yếu dựa vào các hoạt động theo mẻ mất nhiều thời gian và tốn kém. Trong qui trình này, ánh nắng mặt trời mô phỏng được tập trung vào bình phản ứng nhỏ để làm nóng bình nhanh, trong khi cho phép kiểm soát chính xác nhiệt độ để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Ánh nắng trong các thí nghiệm này được sản sinh một cách nhân tạo, nhưng qui trình này có thể được thực hiện bằng ánh nắng mặt trời trực tiếp với chi phí bằng một phần chi phí của các phương pháp hiện nay.
GS Chang cho rằng: Hệ thống mới có thể tổng hợp các vật liệu năng lượng mặt trời trong vài phút, trong khi các qui trình khác mất từ 30 phút đến 1giờ. Lợi ích về tốc độ hoạt động có thể giảm chi phí. Trong các thí nghiệm, vật liệu mặt trời được sản xuất bằng sunphit đồng kẽm chì. Để qui trình hoạt động 24h/ngày, đầu tiên, ánh nắng mặt trời được sử dụng để tạo ra muối nóng chảy dùng làm nguồn năng lượng cho sản xuất. Như vậy có thể kiểm soát chính xác hơn nhiệt độ xử lý cần để chế tạo vật liệu năng lượng mặt trời.
Trong phòng thí nghiệm, pin mặt trời màng mỏng tiên tiến làm từ chalcogen đã đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời khá cao khoảng 20%, trong khi ít tốn kém hơn công nghệ silicon. Hiệu suất chuyển đổi có thể được cải tiến hơn nữa. Lợi thế nữa của các pin mặt trời màng mỏng này là thực tế, các lớp hấp thu năng lượng mặt trời mỏng khoảng 1-2 micron thay vì dày từ 50-100 micron đối với nhiều pin silicon truyền thống. Điều này có thể làm giảm sự kết hợp của năng lượng mặt trời vào các cấu trúc, bằng cách phủ các màng mỏng lên cửa sổ, mái nhà gỗ và những vị trí khác.
Theo Escience