Pin năng lượng mặt trời silicon đen: Hiệu suất 22.1% đột phá

Pin năng lượng mặt trời silicon đen với hiệu suất đột phá 22.1% đã được các nhà khoa học tại Đại học Aalto công bố, mở ra một kỷ nguyên mới cho năng lượng tái tạo. Trong khi các loại pin mặt trời truyền thống thường gặp hạn chế về kích thước cồng kềnh hoặc hiệu suất thấp trong điều kiện ánh sáng yếu, công nghệ silic đen mới này hứa hẹn khắc phục những nhược điểm đó. Đây là bước tiến quan trọng, cho phép tận dụng nguồn năng lượng mặt trời hiệu quả hơn tại các khu vực ít nắng, góp phần thúc đẩy phát triển bền vững và phổ cập điện sạch.

Nội dung chính

Một nghiên cứu đột phá được công bố trên tạp chí Nature nanotechnology bởi các nhà khoa học tại Đại học Aalto đã thành công trong việc chế tạo pin năng lượng mặt trời silicon đen với hiệu suất chuyển hóa đạt 22,1%. Mặc dù hiệu suất này vẫn chưa vượt qua được các tế bào tinh thể silic truyền thống, vốn đang được sử dụng rộng rãi, đây lại là một bước tiến quan trọng, mở ra triển vọng ứng dụng công nghệ pin năng lượng mặt trời silic đen tại các khu vực có cường độ ánh sáng Mặt Trời thấp.

Hình ảnh minh họa pin năng lượng mặt trời Silicon đen thế hệ mới

Trong bối cảnh tìm kiếm các giải pháp năng lượng tái tạo bền vững, năng lượng Mặt Trời luôn là lựa chọn hàng đầu. Để khai thác và chuyển hóa nó thành điện năng, các tế bào quang điện (hay còn gọi là tế bào năng lượng Mặt Trời) đóng vai trò cốt lõi. Hiện nay, tế bào tinh thể silic chiếm ưu thế với hơn 90% thị phần (số liệu năm 2011) và có thể đạt hiệu suất chuyển hóa tối ưu 25% trong điều kiện lý tưởng. Tuy nhiên, nhược điểm đáng kể của loại pin này là kích thước cồng kềnh.

Bên cạnh silic, một dạng tế bào năng lượng Mặt Trời màng mỏng từ hợp chất Cadimi (Cd) cũng được sử dụng. Loại pin này mỏng hơn khoảng 75% so với silic, khả năng hấp thụ ánh sáng hiệu quả hơn, cùng với trọng lượng nhẹ và tính linh hoạt cao, khiến nó trở thành vật liệu đầy hứa hẹn. Dù vậy, hiệu suất chuyển hóa điện năng của Cadimi thường thấp hơn silic, mặc dù đã có báo cáo về việc tăng hiệu suất lên 20,4% vào năm ngoái.

Vậy đâu là ưu điểm vượt trội của công nghệ silic đen mới so với tinh thể silic hay Cadimi? Sự khác biệt chính nằm ở bề mặt màu đen của pin, cho phép duy trì hiệu suất cao ngay cả trong những ngày ít nắng. Tương tự như việc mặc áo đen sẽ hấp thụ nhiệt nhiều hơn dưới ánh nắng, bề mặt đen của pin silic giúp hấp thụ tối đa ánh sáng Mặt Trời, từ đó thu được nhiều năng lượng hơn. Điều này làm cho loại pin năng lượng mặt trời silic đen hiệu suất 22.1% trở nên đặc biệt phù hợp cho các vùng ít ánh sáng, nơi có cường độ bức xạ thấp hoặc số ngày nắng ít.

Từ trước đến nay, việc chế tạo tế bào năng lượng Mặt Trời silic thành màu đen thường đi kèm với sự sụt giảm hiệu suất. Do đó, việc đạt được hiệu suất 22,1% với pin năng lượng mặt trời silic đen là một bước đột phá quan trọng và đầy hứa hẹn cho ngành điện mặt trời. Dự án này đã nhận được sự hỗ trợ từ Liên minh châu Âu để tiếp tục hoàn thiện công nghệ, hướng tới sản xuất trên quy mô công nghiệp. Công nghệ này có tiềm năng lớn trong các ứng dụng pin năng lượng mặt trời silic đen tại khu vực Bắc Âu và các khu vực tương tự, giúp tối ưu hóa việc khai thác nguồn năng lượng gần như vô tận này, đóng góp vào mục tiêu phát triển bền vững toàn cầu.

Xem thêm:

• Có nên lắp điện năng lượng mặt trời không, bao lâu hoàn vốn?
• Các nguyên tắc và tiêu chí đánh giá phát triển bền vững
• Thị trường tín chỉ carbon: Những điều có thể bạn chưa biết
• Lịch sử và khái niệm và công dụng hình thành pin mặt trời
• Công thức tính công suất ắc quy và bộ chuyển điện
• Top 4 thương hiệu pin năng lượng mặt trời chất lượng cao
• Pin mặt trời bán trong suốt hiệu suất cao, chi phí thấp
• Chi tiêu cho năng lượng xanh trong năm 2022 dự kiến đạt gần 650 tỷ USD
• Vũ Phong Energy Group ký kết hợp tác với Đại học Huế

Hà Vũ (Theo Science Daily, TTe)

Câu hỏi thường gặp về pin năng lượng mặt trời silicon đen:

Pin năng lượng mặt trời silic đen là gì?: Là một loại pin mặt trời được các nhà khoa học tại Đại học Aalto phát triển, có bề mặt màu đen giúp hấp thụ ánh sáng hiệu quả hơn, đặc biệt trong điều kiện ít nắng.

Hiệu suất của pin năng lượng mặt trời silic đen đạt bao nhiêu?: Pin năng lượng mặt trời silic đen đã đạt hiệu suất chuyển hóa 22,1%, một bước đột phá đáng kể trong công nghệ pin mặt trời.

Ưu điểm chính của pin silic đen so với các loại khác là gì?: Ưu điểm nổi bật của pin silic đen là khả năng hoạt động hiệu quả với hiệu suất cao ngay cả trong những ngày ít nắng, cùng với khả năng hấp thụ ánh sáng tốt hơn nhờ bề mặt màu đen.

Pin năng lượng mặt trời silic đen phù hợp với khu vực nào?: Công nghệ này rất thích hợp để sử dụng tại các khu vực có cường độ hoặc số ngày nắng ít, như Bắc Âu, giúp tận dụng tối đa nguồn năng lượng mặt trời hạn chế.