Trung Quốc: Phát triển pin mặt trời mỏng hơn tờ giấy A4

Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi các chuyên gia tại Đại học Khoa học và Công nghệ Giang Tô (JUST) phát triển pin mặt trời gốc silicon mỏng hơn tờ giấy A4.

Theo tờ Nhật báo Công nghệ của Trung Quốc, pin mặt trời silicon đơn tinh thể là loại pin mặt trời có tốc độ phát triển nhanh nhất hiện nay. Với những ưu điểm như tuổi thọ dài và hiệu suất chuyển đổi cao, đây là sản phẩm hàng đầu trên thị trường quang điện. Tuy nhiên, công nghệ này thường chỉ được sử dụng hạn chế ở những nơi như trang trại năng lượng mặt trời dưới mặt đất với các tấm phẳng và cứng. Những nơi khác, ví dụ ngoài vũ trụ, cần bề mặt cong và phải sử dụng công nghệ đắt tiền hơn để thay thế.

Pin mặt trời làm từ silicon tinh thể có cấu trúc dạng "bánh kẹp", trong đó đĩa bán dẫn hay lớp giữa đóng góp phần lớn độ dày của tấm pin. Trong nghiên cứu mới, nhóm chuyên gia tạo ra các tấm pin silicon chỉ dày 50 micromet, mỏng hơn tờ giấy A4.

Dù không thể gấp như giấy, pin silicon có thể cuộn lại, rất hữu ích khi lắp đặt trên vệ tinh hoặc dùng cho những ứng dụng không gian khác. Làm mỏng pin silicon còn có lợi ích khác, giúp việc sản xuất tiêu tốn ít vật liệu hơn, nhờ đó giảm trọng lượng cũng như chi phí triển khai.

Pin mặt trời silicon siêu linh hoạt, mỏng như tờ giấy. (Ảnh minh họa)

Tuy nhiên, pin mặt trời mỏng cũng có nhược điểm là giảm hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE). Đây cũng là lý do chính khiến pin silicon mỏng vẫn chưa trở nên phổ biến. Trong những nỗ lực trước đây, các nhà khoa học từng tạo ra pin silicon dẻo với độ dày dưới 150 micromet có PCE tối đa 24,7%.

PCE của các tấm pin mỏng hơn sẽ cần được duy trì xung quanh mức này để pin hoạt động hiệu quả. Trong nghiên cứu mới, nhóm chuyên gia đã thành công nâng PCE lên trên 26% cho tất cả tấm pin mà họ tạo ra với độ dày dao động 50 - 130 micromet. Vì pin mặt trời silicon có thể uốn cong tùy ý nên nhóm nghiên cứu tin rằng chúng có thể dùng cho nhiều loại thiết bị như drone, khí cầu, thậm chí thiết bị thông minh đeo trên người. Hiện tại, họ đang tập trung phát triển những tấm pin mặt trời linh hoạt, có tính di động cao, có thể cuộn lại như cuộn phim.

Theo ông Dịch Tăng Phong, Phó Viện trưởng SIMIT, một trong những tác giả của nghiên cứu, hiện pin mặt trời silicon đơn tinh thể có thị phần hơn 95%. Bài nghiên cứu cho biết, mặc dù pin mặt trời silicon đơn tinh thể đã được phát triển cách đây gần 70 năm, nhưng việc sử dụng chúng vẫn còn hạn chế. Hiện tại, loại pin này chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy quang điện phân tán và nhà máy quang điện mặt đất. Nếu được chế tạo thành pin mặt trời linh hoạt có thể uốn cong, nó có thể sử dụng rộng rãi hơn trong các tòa nhà, ba lô, lều, ô tô, thuyền buồm, thậm chí cả máy bay để cung cấp năng lượng sạch và di động cho nhà ở, các thiết bị liên lạc và điện tử di động xách tay, cũng như phương tiện giao thông.

Trong khi đó, ông Lưu Chính Tân, một nhà nghiên cứu của SIMIT và cũng là đồng tác giả của bài viết cho biết, nghiên cứu đã xác minh tính khả thi của việc sản xuất hàng loạt, cung cấp một lộ trình kỹ thuật để phát triển pin mặt trời silicon đơn tinh thể nhẹ và linh hoạt.

Khánh Mai (t/h)