Pin mặt trời dạng phim mỏng đột phá về công nghệ

Hai hạn chế của năng lượng mặt trời là giá thành và kích thước của những tấm pin. Nhưng những tấm pin kiểu mới, pin năng lượng mặt trời dạng phim mỏng, một bước tiến lớn của năng lượng tái chế đang giúp giảm giá thành của năng lượng mặt trời và tạo điều kiện để phát triển một loại pin mới. Một số loại rất dẻo và thậm chí có thể cuộn lại hoặc xếp thành hình mái ngói.

Trong một thập kỷ qua, những đột phá liên tục đã giúp cho giá thành sản xuất pin mặt trời dạng phim mỏng giảm xuống trong khi hiệu quả sử dụng chúng tăng lên. Một số loại thậm chí có thể cạnh tranh với pin silicone thông thường.

Abound Solar, một công ty có trụ sở tại Colorado, đã khẳng định rằng họ có thể sản xuất loại pin này với giá 1$ trên mỗi watt, một cái giá rất cạnh tranh so với giá nhiên liệu thô. Trong khi đó, pin làm từ  silicone kết tinh có giá 4$ trên mỗi watt.

Phần lớn các hộ gia đình lắp đặt các hệ thống có thể chuyển hóa từ 10 đến 11% năng lượng mặt trời thành điện. Nhưng theo Trung tâm năng lượng tái tạo quốc gia Mỹ(NREL),  con số này vào khoảng 8 đến 20%.

Pin hồ quang điện làm từ silicon kết tinh truyền thống (loại được phần lớn mọi người sử dụng) đắt tiền hơn nhiều, chủ yếu là do silicone được sử dụng trong sản xuất đã chiếm 40 – 50% chí phí của cả tấm pin. Tuy vậy, đây là loại pin có hiệu suất cao nhất khi hấp thụ được 20,3% tia nắng mặt trời. Pin dạng phim mỏng đang hướng tới hiệu suất đó.

Phòng thí nghiệm của NREL đã lập kỷ lục vào năm 2008 khi sản xuất được một tấm pin mặt trời dạng phim mỏng  có hiệu suất 20%, sử dụng nguyên liệu bán dẫn Copper Indium Gallium diSelenide (CIGS). Một công nghệ khác cũng có triển vọng là công nghệ Cadmium-telluride (CdTe), công nghệ này tạo ra hiệu suất khoảng 16,8% cho những tấm pin.

Ingrid Repins, nhà nghiên cứu của NREL, dự đoán rằng, với cơ sở là phương pháp tạo ra hiệu suất 20%, các công ty sẽ có thể cho ra mắt những tấm pin mặt trời dài hàng km với hiệu suất 16%, sử dụng nguyên liệu rẻ nhất và tốc độ nhanh nhất.

Repins giải thích rằng khi những tấm pin đạt hiệu suất 16% thì chi phí tiết kiệm được sẽ là rất lớn. Những tấm pin có hiệu suất cao hơn sẽ không cần thiết phải có kích thước lớn và sẽ sử dụng ít nguyên liệu hơn. Như vậy, chi phí nguyên liệu, chi phi sản xuất và chi phí lắp đặt đều sẽ giảm.

Theo NREL, pin dạng phim mỏng cần ít năng lượng hơn nên họ có thể sản xuất pin giá rẻ cho khu vực dân cư. Những tấm pin hồ quang kiểu mới này sẽ sớm có mặt trên thị trường. Nhưng pin dạng phim mỏng thì đã được bày bán. Những công ty như Uni-Solar và SRS Energy đang dùng những tấm pin này trên nóc nhà của mình.

Những công ty lớn đang lần lượt sản xuất pin hồ quang dạng phim mỏng. General Electric (GE) đã ngừng sản xuất pin bằng silicon cứng và chuyển sang sản xuất pin cadmium telluride, dựa trên công nghệ của PrimeStar Solar Inc., một công ty mà GE sở hữu phần lớn.

Theo kế hoạch, GE sẽ giới thiệu loại pin mới vào năm 2011 và sẽ sản xuất loại pin này với quy mô lớn. Danielle Merfeld, Trưởng phòng nghiên cứu và phát triển năng lượng mặt trời của GE, cho biết: “Sau khi tiến hành hàng loạt nghiên cứu về triển vọng của pin hồ quang dạng phim mỏng, chúng tôi nhận thấy rằng đây là con đường tối ưu cho GE.” Công ty tin tưởng rằng, công nghệ Cadmium telluride sẽ cho phép sản xuất pin mặt trời giá rẻ có hiệu suất cao.

Minh Đức (theo solar.coolerplanet.com)