Khám phá 6 loại pin mặt trời độc đáo thay đổi tương lai năng lượng

Pin mặt trời độc đáo không còn là ý tưởng xa vời, mà đang dần trở thành hiện thực với những phát minh đột phá. Nếu bạn từng nghĩ pin năng lượng mặt trời chỉ là những tấm panel lớn, cồng kềnh và giới hạn ở mái nhà, thì bài viết này sẽ thay đổi hoàn toàn suy nghĩ đó. Nỗi lo về chi phí, không gian lắp đặt hay tính thẩm mỹ giờ đây có thể được giải quyết nhờ sự ra đời của các công nghệ pin quang điện tiên tiến. Bài viết này sẽ giới thiệu 6 loại pin mặt trời độc đáo nhất hiện nay, từ pin uốn dẻo siêu mỏng, pin trong suốt biến cửa sổ thành nguồn điện, cho đến pin tự xoay thông minh như hoa hướng dương và pin có thể cuộn lại tiện lợi. Những công nghệ này không chỉ mở ra kỷ nguyên mới cho năng lượng sạch mà còn mang đến giải pháp linh hoạt, thẩm mỹ và hiệu quả cho mọi nhu cầu, từ ngôi nhà thông minh đến các hoạt động di động. Khám phá tương lai năng lượng mặt trời trong tầm tay bạn.

Không còn là những tấm pin to và chỉ nằm trên mái nhà, các nhà nghiên cứu đã phát minh ra những loại pin mặt trời mỏng, trong suốt, thậm chí có thể cuộn lại mang theo được.

1. Pin mặt trời uốn dẻo

Các nhà khoa học tại Viện Kỹ thuật Liên bang Thụy Sỹ (ETH Zurich) đã tạo ra một loại pin có khả năng uốn dẻo, kích thước dày 0.05 mm. Pin có thể bẻ cong, vặn xoắn mà vẫn không ảnh hưởng tới quá trình cung cấp năng lượng cho thiết bị.

Một trong những yếu tố quyết định hiệu năng của loại pin này chính là chất điện phân đặc biệt mà nhóm nghiên cứu sử dụng.

Pin uốn dẻo chỉ mỏng 0,05 mm

Tấm pin được sử dụng polymer uốn cong tổng hợp để làm anode (cực dương) và cathode (cực âm) cho pin. Bề mặt bên trong phủ một lớp mỏng các mảnh bạc vi mô. Loại gel được sử dụng để sản xuất tấm pin gồm nước và nồng độ lithium cao, được cho là thân thiện với môi trường hơn các chất điện phân thương mại trong các loại pin thương mại.

2. Pin mặt trời mỏng như giấy

Pin mặt trời mỏng bằng tờ giấy

Loại pin do nhà vật lý Paul Dastoor tại Đại học Newcastle, Australia cùng các đồng nghiệp chế tạo. Pin mặt trời này có thể cung cấp năng lượng cho nhiều ngôi nhà trong tương lai. Một loại mực đặc biệt với khả năng tạo ra điện từ ánh nắng được in trực tiếp lên các tấm nhựa có thể tái sử dụng.

Giá của pin mặt trời siêu mỏng này là 10 USD/m2. Nhẹ hơn pin truyền thống khoảng 300 lần, chúng có thể được vận chuyển và lắp đặt dễ dàng.

3. Pin mặt trời trong suốt có thể lắp ghép thành cửa sổ

Công ty khởi nghiệp Ubiquitous Energy (Mỹ) đã phát triển một loại pin mặt trời trong suốt có tên ClearView Power. Đây được coi là một loại “kính mặt trời” có thể biến ánh sáng mặt trời thành năng lượng, tương tự các loại pin mặt trời truyền thống mà lại có thể lắp ghép trở thành cửa sổ rất tiện lợi.

Pin mặt trời trong suốt ClearView Power có thể lắp ghép thành cửa sổ

Điểm tạo ra sự khác biệt của sản phẩm này chính là loại thuốc nhuộm hữu cơ được sử dụng để phủ lên bề mặt kính cho phép ánh sáng mặt trời đi xuyên qua, giống như các cửa sổ bình thường – nhưng lại hấp thu được các tia hồng ngoại có trong luồng ánh sáng mặt trời đó.

Các tấm pin mặt trời trong suốt của Ubiquitous Energy đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng 9,8%, có thể tạo ra 2/3 năng lượng so với các tấm pin năng lượng mặt trời truyền thống; giảm tới 20% chi phí lắp đặt.

4. Pin mặt trời tự xoay như hoa hướng dương

Hệ thống pin mặt trời hình cánh hoa có tên Smartflower POP thể hiện khả năng linh hoạt và sản xuất nhiều điện hơn tới 40% so với các tấm pin thông thường. Thiết bị tự động gấp, mở và quay theo hướng ánh sáng mặt trời để thu được lượng điện năng cao nhất.

Hệ thống Smartflower POP tự động gấp, mở và quay theo hướng ánh sáng mặt trời

Smartlower POP lấy cảm hứng từ hoa hướng dương với 12 tấm pin năng lượng mặt trời có dạng cánh hoa xếp chồng, diện tích khoảng 59m2.

Tất cả 12 tấm pin này được lắp cùng một trục và sẽ tự động xòe ra khi có ánh sáng mặt trời. Việc xếp dưới dạng cánh hoa giúp Smartlower POP có thể tận dụng tối đa ánh sáng mặt trời bằng cách theo dõi các tia sáng từ lúc mặt trời mọc đến khi lặn.

Mỗi hệ thống Smartlower POP có thể tạo ra lượng điện 3.400 – 6.200 kWh/năm tùy thuộc vào khu vực.

5. Pin mặt trời có thể cuộn lại và mang theo được

Tấm pin này có tên Rapid Roller do công ty Renovagen (Anh) thiết kế. Loại pin năng lượng mặt trời này mới chỉ đạt công suất tối đa là 18kW, đi kèm với một hệ thống tích trữ năng lượng cung cấp được 53 kW điện/giờ, quạt và bộ lọc để thông gió và làm mát.

Pin Rapid Roller có thể cuộn lại và vận chuyển dễ dàng

Điểm đặc biệt của loại pin năng lượng mặt trời này giống như đặc tính của pin năng lượng mặt trời dựa trên hệ vật liệu Cu, In, Ga, Se (CIGS): bền và cứng để có thể cuộn vào và giở ra mà không bị hỏng.

6. Pin mặt trời nhẹ như bong bóng xà phòng

Các nhà khoa học Mỹ phát minh loại pin quang điện siêu mỏng và siêu nhẹ, có thể đặt trên đỉnh những bong bóng xà phòng mà không làm vỡ chúng. Chìa khóa để tạo ra loại pin mới là kết hợp sản xuất pin, chất xúc tác hóa học và lớp phủ bảo vệ trong cùng một quá trình. Một lợi ích khi kết hợp pin mặt trời và chất xúc tác hóa học là tác dụng bảo vệ trước bụi và ô nhiễm. Loại polymer dẻo có tên parylene được dùng làm chất xúc tác hóa học và chất phủ, trong khi vật liệu hữu cơ DBP (dibutyl phthalate) thì dùng để tạo lớp hấp thụ ánh sáng cơ bản.

Khác với những phương pháp sản xuất pin mặt trời thông thường, quá trình mới diễn ra trong một buồng chân không ở nhiệt độ phòng mà không cần sử dụng dung dịch hòa tan hoặc chất hóa học khác. Nhóm nghiên cứu vận dụng kỹ thuật kết tủa hơi, trong đó nhiệt độ, áp suất, phản ứng hóa học cho ra đời lớp phủ rất mỏng trên một vật liệu cụ thể, để cùng lúc sản xuất pin mặt trời và chất xúc tác.

Kết quả là những tấm pin siêu mỏng và linh hoạt, chỉ dày bằng 1/5 sợi tóc người và bằng 1/1000 loại pin thủy tinh hiện nay (khoảng hai micromet), nhưng vẫn có thể chuyển ánh sáng mặt trời thành điện một cách hiệu quả.

Nguồn: Petrotimes

Câu hỏi thường gặp về pin mặt trời độc đáo:

Pin mặt trời uốn dẻo có ưu điểm gì so với pin truyền thống?: Pin uốn dẻo như loại do ETH Zurich phát triển có độ dày chỉ 0.05 mm, có thể bẻ cong, vặn xoắn mà vẫn cung cấp năng lượng ổn định. Chúng linh hoạt hơn, dễ dàng tích hợp vào nhiều bề mặt không bằng phẳng hoặc các thiết bị di động.

Pin mặt trời trong suốt ClearView Power hoạt động như thế nào?: Loại pin này sử dụng thuốc nhuộm hữu cơ phủ lên bề mặt kính, cho phép ánh sáng nhìn thấy đi xuyên qua như cửa sổ bình thường nhưng vẫn hấp thu được tia hồng ngoại để tạo ra điện.

Hiệu suất của các loại pin mặt trời độc đáo này có tốt không?: Mặc dù một số loại có thể có hiệu suất chuyển đổi thấp hơn pin truyền thống (ví dụ, ClearView Power đạt 9.8% so với 2/3 pin truyền thống), nhưng chúng bù đắp bằng sự linh hoạt, chi phí lắp đặt thấp hơn và khả năng ứng dụng trong nhiều môi trường mới mà pin truyền thống không thể.

Pin Smartflower POP có gì đặc biệt?: Smartflower POP là hệ thống pin mặt trời tự động gấp, mở và xoay theo hướng ánh sáng mặt trời như hoa hướng dương. Điều này giúp nó thu được lượng điện năng cao hơn tới 40% so với các tấm pin cố định thông thường.

Có loại pin mặt trời nào tiện lợi cho việc di chuyển không?: Có, ví dụ pin Rapid Roller của Renovagen có thể cuộn lại và vận chuyển dễ dàng. Ngoài ra, pin siêu mỏng, nhẹ như bong bóng xà phòng cũng mở ra tiềm năng lớn cho các ứng dụng di động và thiết bị đeo.