Công nghệ pin mặt trời mới vừa cho phép hấp thụ ánh sáng, vừa tích trữ năng lượng
Đại học Cordoba vừa kết hợp với Viện nghiên cứu chất rắn Max Planck (Đức) để thiết kế ra một loại pin mặt trời mới có khả năng hấp thụ ánh sáng, đồng thời tích trữ được năng lượng. Loại pin này được làm từ các vật liệu dồi dào, sẵn có trong tự nhiên, không độc hại và dễ tổng hợp là carbon nitride 2D.
Hiểu đơn giản công nghệ này là sự kết hợp của cả tấm pin quang điện và pin lưu trữ trong cùng một thiết bị. Đây là một cách tiếp cận mới để cung cấp năng lượng tái tạo hiệu quả và tiết kiệm hơn.
Vật liệu mới cho phép pin mặt trời vừa hấp thụ ánh sáng vừa tích trữ năng lượng
Năng lượng mặt trời ngày càng phát triển. Việc con người không ngừng cải thiện công nghệ để nâng cao khả năng thu nhận ánh sáng mặt trời, đồng thời tăng cường hiệu suất chuyển đổi năng lượng đang là hướng đi quan trọng và cần thiết cho một nền kinh tế xanh và phát triển bền vững.
Tuy nhiên, đối với ngành năng lượng mặt trời, ánh sáng chỉ chiếu trong những khoảng thời gian nhất định trong ngày. Do đó, để đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng của các thiết bị điện (cả ban ngày lẫn ban đêm) thì năng lượng cần phải được lưu trữ để sử dụng sau đó.
Để đáp ứng cho quá trình lưu trữ này, trước đây các hệ thống điện mặt trời thường sử dụng ắc quy chì để lưu trữ năng lượng. Tuy nhiên với hạn chế về khả năng lưu trữ và tuổi thọ thấp, chúng đã dần được thay thế bằng pin lithium. Pin lithium có tuổi thọ cao hơn nhiều, đồng thời hiệu năng lưu trữ cũng tốt hơn, giúp hệ thống có thể cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị điện trong thời gian dài hơn. Tuy nhiên, pin lithium cũng có hạn chế về giá thành do việc khai thác, tái chế và tính khan hiếm của một số vật liệu sản xuất ra pin.
Do đó, để tối ưu cả về chi phí và hiệu suất, các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu chất rắn Max Planck đã phát triển một loại pin năng lượng mặt trời kép được làm từ vật liệu rẻ tiền, cho phép thu nhận ánh sáng, đồng thời lưu trữ năng lượng trong cùng một thiết bị. Điều này giúp làm giảm tổn thất gây ra bởi sự giải phóng điện tích từ các tấm pin mặt trời, hệ thống dây điện, điện áp hoặc dòng điện không phù hợp.
Để tạo ra loại pin này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng vật liệu dựa trên carbon nitride 2D có độ phổ biến cao, dễ tìm kiếm và rẻ tiền trên trái đất. Tuy nhiên để làm được điều này, trước tiên, nhóm nghiên cứu phải tìm cách lắng đọng một lớp vật liệu mỏng [2D kali cacbon nitrit, poly(heptazine imide), K-PHI], tạo ra một cấu trúc ổn định để bắt đầu sản xuất PV, do thực tế vật liệu này thường được tìm thấy ở dạng bột hoặc trong dung dịch nước của các hạt nano.
Về cấu trúc vật lý, pin được cấu thành từ nhiều lớp khác nhau và các lớp này được thiết kế với độ dày đã được nghiên cứu để tối đa hóa cả mức độ hấp thụ và lưu trữ ánh sáng. Cụ thể, thiết bị bao gồm: một loại kính có độ trong suốt cao, có lớp phủ dẫn điện trong suốt và một loạt các lớp vật liệu bán trong suốt (có thể hấp thụ ánh sáng ở cả hai phía) và một loại kính dẫn điện khác đóng mạch.
Với cấu trúc này, pin trở nên linh hoạt hơn, cho phép cả dòng điện lớn (như dòng điện cần cho đèn flash chụp ảnh) và dòng điện nhỏ có thể duy trì trong thời gian dài hơn. Điều này giúp chúng đáp ứng được nhiều yêu cầu từ người dùng hơn.
Như vậy, nghiên cứu đã chứng minh được khả năng của loại pin mặt trời tích hợp mới, tính thuận lợi về vật liệu khi chúng được làm từ một vật liệu dồi dào, không độc hại và dễ tổng hợp. Do đó, các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên cứu hoạt động của pin trong các tình huống khác nhau để điều chỉnh nó cho phù hợp với các khả năng và nhu cầu sản xuất khác nhau.
Để cập nhật các thông tin, công nghệ mới nhất trong ngành năng lượng mặt trời, đừng quên theo dõi SUNEMIT ngay bạn nhé!
ĐIỆN MẶT TRỜI SUNEMIT – CAM KẾT UY TÍN & CHẤT LƯỢNG
- Hotline: 0946868498 – 0943968848
- Website: https://sunemit.com
- Facebook: https://facebook.com/sunemit
- 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
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.
