Pin Mặt Trời Siêu Mỏng: Tích Hợp Vào Quần Áo, Mở Ra Tương Lai Năng Lượng

Các tấm pin năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để xây dựng các nhà máy điện hàng trăm Megawatt, hoặc được thu nhỏ xuống mức đáng kinh ngạc, thậm chí vượt xa những giới hạn trước đây.

Cụ thể, chúng có thể nhỏ đến mức nào? Hãy tưởng tượng nhỏ hơn cả bề ngang của một sợi tóc!

Các nhà khoa học Hàn Quốc đã có một bước đột phá ấn tượng khi tạo ra các cell pin năng lượng mặt trời với độ dày chỉ 1 micromet. Con số này mỏng hơn hàng trăm lần so với hầu hết các tấm pin năng lượng mặt trời hiện tại và thậm chí còn mỏng hơn một nửa so với các tấm phim năng lượng mặt trời khác. Đây là một cải tiến đáng kể trong công nghệ pin mặt trời siêu mỏng.

Những cell pin này được chế tạo từ Gallium Arsenide, đóng vai trò là chất bán dẫn, và được kết nối trực tiếp lên một vật liệu kim loại mà không cần sử dụng bất kỳ chất kết dính nào. Điều đáng chú ý là, chúng vẫn có thể tạo ra năng lượng tương đương với các cell pin dày hơn, đồng thời có thể được uốn cong thành một ống hình trụ với bán kính chỉ 1,4 mm.

Cell pin mặt trời siêu mỏng được tạo ra bởi các nhà khoa học Hàn Quốc.

Với độ mỏng vượt trội, các tấm pin năng lượng mặt trời này có thể tích hợp vào nhiều loại phụ kiện đeo được, như quần áo, kính, mũ hoặc ba lô, cung cấp nguồn điện liên tục cho các thiết bị điện tử của chúng ta. Khả năng ứng dụng của chúng gần như là vô tận.

Tuy nhiên, đây không phải là cell pin năng lượng mặt trời mỏng nhất từng được chế tạo. Vào tháng 2 năm 2016, các nhà nghiên cứu tại MIT đã tạo ra những cell pin năng lượng mặt trời nhỏ và nhẹ đến mức chúng có thể đặt trên một bong bóng xà phòng mà không làm vỡ nó. Điều này cho thấy sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ sản xuất. Theo các nhà nghiên cứu, chìa khóa nằm ở việc tạo ra các cell pin, vật liệu hỗ trợ và lớp phủ bảo vệ trong cùng một quá trình sản xuất. Vật liệu hỗ trợ được hình thành trong quá trình sản xuất cell pin và không cần xử lý, chùi rửa hay tháo bỏ, giúp giảm thiểu nguy cơ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn hoặc các tạp chất khác, từ đó nâng cao hiệu suất của pin.

Quá trình sản xuất các cell pin siêu mỏng này được thực hiện trong một buồng chân không ở nhiệt độ phòng, không cần dung môi hay nhiệt độ cao như các phương pháp truyền thống. Các nhà nghiên cứu tin rằng quy trình này có thể áp dụng cho nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm cả chấm lượng tử và perovskite – những vật liệu có khả năng tạo ra các tấm pin năng lượng mặt trời mỏng và trong suốt, có thể gắn lên cửa sổ hoặc vật liệu xây dựng.

Perovskite – Vật liệu tiềm năng cho pin mặt trời thế hệ mới.

Tuy nhiên, những phát kiến này vẫn còn là các nghiên cứu khoa học và cần thời gian để có thể đưa vào sản xuất thương mại, với nhiều thách thức và khó khăn phải vượt qua.

Dù vậy, xu hướng cải tiến công nghệ năng lượng mặt trời là không thể phủ nhận. Các cell pin ngày càng trở nên nhỏ gọn và linh hoạt hơn, sử dụng các công nghệ lắp ráp mới, tiết kiệm tài nguyên hơn. Hiện tại, chi phí vẫn còn cao, nhưng khi công nghệ được nhân rộng, chi phí sản xuất dự kiến sẽ giảm xuống.

Quang điện (PV) là một công nghệ đột phá, khác biệt so với bất kỳ công nghệ năng lượng nào khác. Nó có thể thay đổi cách chúng ta tiếp cận và sử dụng năng lượng, từ việc tạo ra tại một địa điểm cố định sang việc thu hoạch năng lượng mọi lúc, mọi nơi. Các cell pin năng lượng mặt trời nhỏ gọn, giá rẻ và linh hoạt có thể được tích hợp vào nhiều loại vật liệu xây dựng, đường xá, cầu cống, bãi đậu xe, phương tiện giao thông, quần áo và thậm chí là trên cơ thể con người.

Mỗi cell pin nhỏ bé này có thể không sản xuất được nhiều năng lượng, nhưng bù lại, chúng có thể có mặt ở khắp mọi nơi. Khi ánh sáng mặt trời len lỏi vào mọi ngóc ngách của cơ sở hạ tầng, cách thức lưu trữ và quản lý năng lượng cũng sẽ thay đổi theo.

Sẽ đến một thời điểm, toàn bộ môi trường của nền văn minh loài người sẽ biến thành một cỗ máy thu thập và quản lý năng lượng khổng lồ. Hệ thống năng lượng sẽ không còn phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng truyền thống mà sẽ trở thành một phần, và phân tán trên nhiều cơ sở hạ tầng khác nhau. Hầu hết hoặc toàn bộ năng lượng mà người dân đô thị cần sẽ được cung cấp bởi một mạng lưới liên tục và luôn “chảy” xung quanh họ.

Nghe có vẻ như một viễn cảnh khoa học, nhưng chắc chắn rằng những đứa trẻ được sinh ra ngày nay sẽ được chứng kiến điều đó xảy ra.

Xem thêm: