Viện công nghệ Massachusetts bứt phá giới hạn lý thuyết của hiệu suất pin mặt trời

Việc công nghệ Massachsetts đã chứng minh được rằng giới hạn trên của hiệu suất pin mặt trời, hiện đang ở mức 32%, hoàn toàn có thể vượt qua được. 

Lý thuyết về giới hạn chuyển hóa năng lượng, được gọi là giới hạn Shockley-Queisser, ra đời từ năm 1961. Theo đó, các tấm pin mặt trời có thể chuyển đổi nhiệt năng mặt trời mà chúng thu được thành quang năng. Tuy nhiên việc chuyển đổi này có giới hạn, nghĩa là không phải toàn bộ nhiệt năng thu được đều có thể biến thành quang năng. Có một phần nhiệt năng thừa sẽ bị mất đi một cách vô ích.

Đối với một tấm pin mặt trời làm bằng silicon, mức giới hạn này là 32%, tức là chỉ 32% năng lượng Mặt Trời thu được có thể được chuyển thành ánh sáng phục vụ nhu cầu con người. 

32% là một mức hiệu suất cao bởi thật khó để hệ thống pin mặt trời có thể duy trì được sức nóng và tận dụng được bộ lọc quang học tốt để lọc được những tia sáng mặt trời có bước sóng không mong muốn. Các nhà khoa học luôn nỗ lực tìm cách cải thiện mức giới hạn này. 

Mặc dù cuộc thử nghiệm của viện công nghệ Massachusets mới chỉ ở giai đoạn đầu tiên và chỉ cho ra được kết quả là mức hiệu suất 6,8% nhưng các nhà vẫn tin rằng họ đã đáp ứng những tiêu chuẩn để bứt phá giới hạn Shockley-Quiesser. 

Ông David Bierman, một trong những nhà nghiên cứu cho biết: "Đây là lần đầu tiên chúng tôi thật sự tạo ra sự bước đột phá để nâng cao hiệu suất của pin mặt trời. Và mặc dù cuộc thử nghiệm mới ở giai đoạn đầu tiên, nhà khoa học Bierman vẫn tin rằng: "Thực tế là chúng tôi hoàn toàn có thể bứt phá được giới hạn Shockley-Queisser". 

Viện nghiên cứu Massachusetts sẽ sử dụng một loại vật liệu đặc biệt để tăng cường hiệu suất chuyển đổi quang năng thành điện năng của pin mặt trời. Cụ thể, loại vật liệu này sẽ hấp thụ nhiệt từ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi nó thành các bước sóng quang phổ để từ đó, pin mặt trời có thể chuyển hóa thành điện năng. Vật liệu này chính là ống nano carbon. 

Ngọc Diệp (Theo The Green Optimistics)