5 hours ago
2
Tuy nhiên, công nghệ thu năng lượng mặt trời hiện tại vẫn chưa khai thác hết tiềm năng của ánh sáng mặt trời, vì vậy nghiên cứu từ các nhà khoa học tại Đại học Hàn Quốc mới đây nhận được nhiều sự chú ý.
Hiệu suất thu ánh sáng quyết định lớn cho nguồn điện từ các tấm pin mặt trời
ẢNH: REUTERS
Được đăng trên tạp chí ACS Applied Materials & Interfaces, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một loại vật liệu mới có khả năng hấp thụ hầu hết các bước sóng trong quang phổ mặt trời, từ đó tăng cường đáng kể lượng ánh sáng mà các công nghệ năng lượng mặt trời có thể thu hoạch. Họ đã phát triển các "siêu cầu", hay còn gọi là quả cầu nano vàng, có khả năng hấp thụ những bước sóng mà các vật liệu quang điện hiện tại không thể tiếp cận.
Mặc dù các hạt nano bạc và vàng đã được biết đến với tiềm năng thu hoạch năng lượng mặt trời, nhưng chúng chỉ có thể hấp thụ một phần nhỏ quang phổ mặt trời. Nhóm nghiên cứu đã quyết định cải tiến công nghệ này bằng cách sử dụng các siêu cầu vàng tự lắp ráp, bao gồm các hạt nano vàng kết tụ lại với nhau để tạo thành các hình cầu nhỏ. Bằng cách điều chỉnh đường kính của các siêu cầu, họ đã mở rộng khả năng hấp thụ ánh sáng.
Hiệu quả hấp thụ ánh sáng mặt trời ấn tượng
Để kiểm tra hiệu quả của các siêu cầu, nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô phỏng máy tính để tối ưu hóa thiết kế và ước tính hiệu suất. Kết quả cho thấy siêu cầu có thể hấp thụ tới 90% bước sóng mặt trời. Trong các thử nghiệm thực tế, khi phủ một lớp dung dịch chứa các siêu cầu lên máy phát điện nhiệt điện và chiếu sáng bằng bộ mô phỏng năng lượng mặt trời LED, khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời trung bình đạt 89%, trong khi tỷ lệ hấp thụ của các hạt nano vàng đơn lẻ chỉ là 45%.
Seungwoo Lee, một trong những nhà khoa học tham gia nghiên cứu, cho biết: "Các siêu cầu plasmonic của chúng tôi cung cấp một con đường đơn giản để khai thác toàn bộ quang phổ mặt trời. Công nghệ lớp phủ này có thể giảm đáng kể rào cản đối với các hệ thống nhiệt mặt trời và quang nhiệt hiệu suất cao trong các ứng dụng năng lượng thực tế".
Nếu các siêu cầu này được áp dụng rộng rãi trong sản xuất tấm pin mặt trời, chúng có thể mang lại tiết kiệm đáng kể cho cộng đồng và các hộ gia đình sử dụng năng lượng mặt trời, đồng thời giúp giảm ô nhiễm không khí. Sự phát triển này mở ra triển vọng cho một tương lai năng lượng sạch và bền vững hơn.
Tuy nhiên, liệu những siêu cầu này có trở thành vật liệu mới cho các tấm pin mặt trời hay không vẫn là một dấu hỏi chưa có lời giải đáp.
