Phát minh của Nga có thể thay đổi ngành năng lượng toàn cầu: Kỹ thuật chưa từng có giúp hiệu suất tăng gấp 4, biến cửa sổ, bờ tường thành máy phát điện

Cuộc đua năng lượng đã liên tục tạo ra nhiều đổi mới trong thời gian qua. Tuy nhiên, công nghệ mới mà Nga giới thiệu có thể thay đổi cuộc chơi trong lĩnh vực pin mặt trời. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Quốc gia Nga đã phát triển một công nghệ kết hợp hiệu suất cao kỷ lục với khả năng trong suốt. Đây là điều trước đây gần như không thể.

Pin mặt trời là thiết yếu, nhưng vẫn tồn tại nhiều hạn chế. Một trong những thách thức lớn nhất nằm ở vật liệu. Trong nhiều thập kỷ, pin mặt trời silicon chiếm ưu thế trên thị trường. Ưu điểm của loại pin này là độ tin cậy cao, chi phí tương đối phải chăng và dễ sản xuất.

Tuy nhiên, silicon có giới hạn tự nhiên về khả năng chuyển đổi ánh sáng thành điện năng. Hiệu suất của phần lớn tấm pin hiện nay chỉ đạt khoảng 18% đến 22%. Mức này đủ cho nhiều ứng dụng, nhưng vẫn chưa tối ưu trong bối cảnh nhu cầu năng lượng toàn cầu tăng mạnh.

Ngoài ra, pin silicon có hạn chế về thiết kế. Chúng cứng, chiếm nhiều diện tích và khó tích hợp với kiến trúc đô thị. Điều này làm giảm khả năng ứng dụng trong các công trình hiện đại.

Trước các hạn chế này, các nhà nghiên cứu Nga đã phát triển pin mặt trời perovskite bán trong suốt. Họ sử dụng kỹ thuật chưa từng thấy trước đây đó là phương pháp phún xạ chùm ion. Phương pháp này thay thế kỹ thuật phún xạ magnetron truyền thống. Nó giúp tránh tổn hại nhiệt cho pin, đồng thời cho phép phủ lớp oxit indium thiếc (ITO) chính xác và đồng đều hơn. Đây là vật liệu quan trọng trong cấu trúc pin.

Kết quả cho thấy hiệu suất tăng mạnh từ 3,12% lên 12,65% chỉ với một thay đổi nhỏ trong quy trình. Kết quả còn áp dụng cho phiên bản bán trong suốt của pin, mở ra nhiều ứng dụng mới.

Perovskite không phải vật liệu mới. Nó vốn được nghiên cứu hơn một thập kỷ qua. Năm 2009, pin perovskite chỉ đạt hiệu suất 3,8%. Hiện nay, một số phiên bản trong phòng thí nghiệm đã vượt 29%. Mức này ngang hoặc cao hơn các tấm pin silicon tốt nhất trên thị trường.

Ngoài hiệu suất, công nghệ mới còn tạo ra tính linh hoạt trong thiết kế. Nhờ đặc tính bán trong suốt, pin có thể tích hợp trực tiếp vào cửa sổ, mặt tòa nhà, mái kính hoặc mái che. Từ đó, các bề mặt đô thị có thể trở thành nguồn phát điện.

Điều này giúp năng lượng mặt trời không còn chỉ là thiết bị lắp đặt thêm. Nó trở thành một phần của thiết kế kiến trúc. Xu hướng này cho thấy điện mặt trời có thể được tích hợp sâu hơn vào đời sống. Các công trình trong tương lai có thể tự tạo ra năng lượng ngay từ cấu trúc của chính mình.

Theo Econews