Chất dẻo chuyển hóa ánh sáng thành điện

Nhưng những trở ngại chính là việc khiến cho các vật liệu trên cơ sở cácbon này tạo nên một cấu trúc chính xác ở cấp nano để có thể chuyển đổi ánh sáng thành điện với hiệu suất cao. Mục đích là phát triển các pin được làm từ các chất dẻo giá rẻ có thể chuyển hóa tối thiểu 10% ánh nắng chúng hấp thụ được thành điện năng và có thể chế tạo dễ dàng.

Nhóm nghiên cứu dưới sự lãnh đạo của David Ginger, Giáo sư hóa học trường ĐH Washington, đã tìm ra cách tạo ra các hình ảnh của bọt bong bóng và kênh dẫn, có kích thước nhỏ hơn sợi tóc 10.000 lần, bên trong các pin mặt trời chất dẻo. Các bong bóng và kênh dẫn này hình thành bên trong các polyme khi chúng được tạo ra trong quá trình tôi luyện, được sử dụng để tăng cường các chức năng của vật liệu.

Các nhà nghiên cứu này đã có thể đo trực tiếp bao nhiêu điện năng mà mỗi bong bóng và kênh dẫn nhỏ xíu mang được, từ đó giải thích được chính xác pin mặt trời chuyển hóa ánh sáng thành điện năng như thế nào. Ginger tin rằng điều này sẽ dẫn tới những hiểu biết sâu hơn về những vật liệu nào được tạo ra dưới những điều kiện nào có khả năng đáp ứng được mục đích hiệu quả chuyển hóa 10%.

Khi các nhà nghiên cứu đạt tới ngưỡng này, các pin mặt trời bằng chất dẻo cấu trúc nano có thể được đưa vào sử dụng trên diện rộng. Vì dụ như ban đầu chúng có thể được ghép vào những chiếc ví hay balô để sạc điện cho các thiết bị cầm tay di động như điện thoại hay máy nghe nhạc, và dần dần chúng có thể đóng góp quan trọng trong cung cấp điện. Hầu hết các nhà nghiên cứu làm các pin mặt trời chất dẻo bằng cách trộn 2 vật liệu với nhau trong màng mỏng, sau đó tôi chúng để nâng cao khả năng hoạt động của chúng. Trong quá trình này, các bong bóng và kênh dẫn hình thành khi chúng còn ở trong trạng thái nhão. Những bong bóng và kênh dẫn này ảnh hưởng đến hiệu quả chuyển hóa ánh sáng thành điện của pin (hiệu suất chuyển hóa và lượng điện thực tế phát ra từ pin). Số lượng bóng bóng và kênh dẫn và sự sắp xếp của chúng có thể được điều chỉnh bằng nhiều độ và thời gian tôi.

Cấu trúc chính xác của các bong bóng và kênh dẫn quyết định sự hiệu suất hoạt động của pin mặt trời, nhưng quan hệ giữa thời gian tôi, kích thước bóng bóng, sự liên kết kênh và hiệu suất vẫn còn là vấn đề khó hiểu.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã sử dụng hỗn hợp polythiophene và fullerene, các vật liệu mẫu được coi là cơ bản để nghiên cứu pin mặt trời chất dẻo do phản ứng của chúng với các lực như gia nhiệt có thể ngoại suy được cho các vật liệu khác. Các vật liệu này được tôi ở những nhiệt độ khác nhau và trong những thời gian khác nhau. Ginger lưu ý rằng loại polyme được thử nghiện này khó có khả năng đạt ngưỡng hiệu suất 10%. Nhưng những kết quả này sẽ là chỉ dẫn hữu ích để cho thấy những kết hợp vật liệu mới nào cùng vời nhiệt độ và thời gian tôi có thể hình thành các bọt bong bóng và kênh dẫn theo cách tạo ra polyme có thể đáp ứng được tiêu chuẩn.

(Nguồn: congnghemoi.com.vn)