Các nhà vật lý phát triển pin mặt trời mới hiệu quả hơn

Các nhà vật lý tại Đại học Paderborn đã sử dụng các mô phỏng máy tính phức tạp để tạo ra một thiết kế pin mặt trời mới có hiệu suất cao hơn đáng kể so với các nghiên cứu trước đây. Có được sự gia tăng về hiệu suất lần này là nhờ một lớp vật liệu hữu cơ mỏng có tên là tetracene. Vậy lớp vật liệu này hoạt động như thế nào và giúp cải thiện hiệu suất tấm pin ra sao? Mời bạn đọc cùng tìm hiểu trong bài viết dưới đây!

Thiết kế mới giúp cải thiện hiệu suất tấm pin mặt trời

Ánh sáng mặt trời là một trong những nguồn năng lượng tái tạo dồi dào, giá rẻ và dễ dàng khai thác nhất hiện  nay. Theo số liệu công bố từ các nghiên cứu khoa học, lượng bức xạ mặt trời đem lại mỗi năm có thể lên tới hơn 1 nghìn tỷ Kwh, vượt xa so với mức năng lượng mà thế giới cần khoảng 5000 lần. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của nguồn năng lượng này trong việc cung cấp nguồn năng lượng sạch cho trái đất.

Hiện nay, vật liệu chính để sản xuất ra các tấm pin mặt trời đó là silicon. Tuy nhiên, vật liệu này lại bị giới hạn về hiệu suất. Nguyên nhân là do một phần năng lượng từ bức xạ sóng ngắn không được chuyển thành điện mà chuyển thành nhiệt không mong muốn. Chính vì thế, các nhà khoa học đã không ngừng nghiên cứu để phát triển các vật liệu có hiệu suất cao hơn, giúp tận dụng và khai thác hiệu quả nguồn năng lượng mặt trời sẵn có.

Và mới đây, các nhà vật lý tại Đại học Paderborn đã thiết kế ra loại pin mặt trời silicon bổ sung lớp vật liệu hữu cơ mới được làm từ chất bán dẫn tetracene. Khi ánh sáng có bước sóng ngắn chiếu vào lớp vật liệu này, chúng sẽ được chuyển đổi thành các “exciton” – là các điện tử có trạng thái năng lượng cao (trạng thái kích thích). Cứ mỗi điện tử năng lượng cao phân hủy trong môi trường tetracene sẽ tạo thành 2 điện tử có trạng thái năng lượng thấp (trạng thái cơ bản). Do đó, nếu các điện tử ở trạng thái năng lượng thấp chuyển thành công đến lớp silicon thì chúng có thể mang đến hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn cho tấm pin quang điện.

Bước đột phá để truyền năng lượng nhanh chóng

Để đẩy nhanh quá trình vận chuyển các kích thích điện tử từ tetracene vào silicon, các nhà khoa học đã sử dụng các mô phỏng máy tính phức tạp tại Trung tâm Điện toán Song song Paderborn (PC2), chính là trung tâm điện toán hiệu năng cao của trường đại học này.

Khi đó, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng những khiếm khuyết đặc biệt ở dạng liên kết hóa học không bão hòa trên bề mặt tiếp xúc giữa màng tetracene và lớp silicon có tác dụng làm tăng tốc quá trình vận chuyển “exciton”.

Như vậy với những nghiên cứu và chứng minh trên đây, các nhà vật lý tại Đại học Paderborn đã thành công trong việc thiết kế một loại pin mặt trời có hiệu suất gia tăng đáng kể.

Tuy nhiên, thiết kế mới này vẫn đang trong quá trình phát triển và hoàn thiện. Do đó, những tấm pin mặt trời silicon vẫn là lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng hiện tại. Hiệu suất và tuổi thọ của chúng đã được cải thiện đáng kể. Điển hình như sản phẩm pin năng lượng mặt trời SU-03 580W của SUNEMIT. Tấm pin có hiệu suất 22.5% cao top đầu thị trường, tuổi thọ lâu dài với thời gian bảo hành hiệu suất lên đến 30 năm. Tấm pin sử dụng công nghệ 2 mặt kính không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất chuyển đổi năng lượng, mà còn mang đến tính thẩm mỹ cao cho công trình lắp đặt. Vì vậy nếu có nhu cầu lắp đặt pin mặt trời, khách hàng hãy liên hệ ngay cho chúng tôi theo địa chỉ:

ĐIỆN MẶT TRỜI SUNEMIT – CAM KẾT UY TÍN & CHẤT LƯỢNG

Hotline: 0946868498 – 0943968848
Website: https://sunemit.com
Văn phòng miền Bắc: Tầng 12, tòa nhà Tech 181 Nguyễn Lương Bằng, Đống Đa, Hà Nội.
Văn phòng miền Nam: KĐT Saigon Pearl, 92 Nguyễn Hữu Cảnh, quận Bình Thạnh, TP.HCM

Phạm Hân

Với niềm đam mê về nguồn năng lượng tái tạo và những kiến thức thu thập được trong ngành điện mặt trời, tôi – chuyên viên marketing tại SUNEMIT  – Công ty hàng đầu tại Việt Nam về cung cấp các giải pháp thiết kế lắp đặt điện mặt trời hi vọng sẽ đem đến cho độc giả những thông tin hữu ích nhất, hỗ trợ khách hàng lựa chọn hệ thống điện mặt trời tối ưu, phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình.