Nghiên cứu mở ra tiềm năng tiết kiệm năng lượng với cửa sổ năng lượng mặt trời

Pin mặt trời do nhóm nghiên cứu tạo ra là trong suốt, cho phép sử dụng trong nhiều ứng dụng. Nhà cung cấp hình ảnh: Joondong Kim từ Đại học Quốc gia Incheon.

Một nghiên cứu mới do các nhà khoa học từ Đại học Quốc gia Incheon ở Hàn Quốc dẫn đầu đã tạo ra pin mặt trời hoàn toàn trong suốt.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nguồn điện (Journal of Power Sources), một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế, dẫn đầu là Giáo sư Joondong Kim đến từ Hàn Quốc, đã tạo ra pin mặt trời hoàn toàn trong suốt. Cụ thể, pin mặt trời của họ được tạo thành từ các màng mỏng vật liệu hấp thụ ánh sáng gọi là dị thể (heterojunction) bằng cách kết hợp các đặc tính độc đáo của chất bán dẫn oxit titan và niken oxit. Nghiên cứu này mở ra tiềm năng ứng dụng lên cửa kính năng lượng mặt trời. 

Trong những thập kỷ gần đây, pin mặt trời đã trở nên rẻ hơn, hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, các vật liệu hấp thụ năng lượng mặt trời hiện nay có xu hướng mờ đục, khiến chúng khó ứng dụng rộng rãi hơn vào các vật liệu, mà thường chỉ được sử dụng làm các panel trên mái nhà và tại các trang trại năng lượng mặt trời.

Tuy nhiên hạn chế này hoàn toàn có thể được khắc phục với kết quả nghiên cứu mới đây. Theo GS. Joondong Kim các tính năng độc đáo của tế bào quang điện trong suốt có thể có nhiều ứng dụng khác nhau, như  tích hợp vào cửa sổ, tòa nhà hoặc màn hình điện thoại di động...

Ý tưởng về pin mặt trời trong suốt đã được nhiều người biết đến, nhưng các nhà khoa học vẫn chưa tạo ra bước đột phá để biến ý tưởng này thành thực tế. Hiện tại, các vật liệu cấu tạo thành tấm pin mặt trời bị mờ đục do các lớp bán dẫn, những lớp có nhiệm vụ thu nhận ánh sáng và chuyển hóa thành dòng điện. Do đó, Giáo sư Kim và các đồng nghiệp của ông đã xem xét hai vật liệu bán dẫn tiềm năng  titanium dioxide (TiO2) và niken oxit (NiO).

Titanium dioxide là một chất bán dẫn được sử dụng rộng rãi để sản xuất pin mặt trời. Ngoài ra, nó còn rất thân thiện với môi trường và không độc hại. Vật liệu này hấp thụ tia UV (một phần của quang phổ ánh sáng không nhìn thấy bằng mắt thường) trong khi cho phép đi qua hầu hết dải ánh sáng nhìn thấy. Vật liệu thứ hai được nghiên cứu để tạo ra mối nối này là niken oxit (NiO), một chất bán dẫn khác có độ trong suốt quang học cao. Niken có nhiều trong sương mù và oxit của nó được sản xuất dễ dàng ở nhiệt độ công nghiệp thấp, nên NiO cũng là một vật liệu tuyệt vời thân thiện với môi trường.

Giang Nguyễn biên dịch

Click để xem bài viết gốc.