Một kỹ sư thuộc trường đại học Missouri đang lên kế hoạch phát triển các tấm pin mặt trời trở nên hiệu quả hơn trong việc hấp thụ năng lượng.
Hiện nay, các tấm pin mặt trời truyền thống đang gặp phải vấn đề về tính hiệu quả trong việc hấp thu năng lượng. Các tấm pin này chỉ hấp thu được khoảng 20% năng lượng từ ánh sáng. Tuy nhiên gần đây, một kỹ sư thuộc trường đại học Missouri, Mỹ đã phát triển một tấm pin năng lượng mặt trời linh hoạt hơn, có khả năng hấp thu đến 90% năng lượng từ ánh sáng. Ông dự định sẽ đưa những sản phẩm thử nghiệm đầu tiên đến tay người tiêu dùng trong vòng năm năm tới.
Phó giáo sư Patrick Pinhero thuộc bộ môn Kỹ thuật Hóa chất Missouri cho biết năng lượng mặt trời hấp thụ được bằng phương pháp quang điện truyền thống không mang lại hiệu quả cao và bỏ qua nhiều phổ điện từ có sẵn của năng lượng mặt trời. Thiết bị mà nhóm của ông đang phát triển là tấm thu mỏng, mềm dẻo, có khả năng thu nhiệt từ các quá trình công nghiệp và chuyển hóa nó thành điện để sử dụng.
Thiết bị này về bản chất là một tấm mỏng gồm nhiều ăng-ten nhỏ, có thể đúc khuôn, được gọi là nantenna. Tham vọng của ông Pinhero cùng đội của mình là sẽ triển khai khái niệm này thành một thiết bị nantenna hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp ngay cả trong vùng quang phổ gần tia hồng ngoại và vùng quang phổ nhìn thấy được của ánh sáng mặt trời.
Pinhero và nhóm hiện tại đã tham gia làm việc với nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm quốc gia Idaho, cùng với Garrett Moddel, một giáo sư kỹ thuật điện tại đại học Colorado đã phát triển cách thức để thu điện từ nhiệt và ánh sáng mặt trời hấp thu được bằng cách sử dụng các mạch điện đặc biệt ở tốc độ cao.
Nhóm cũng hợp tác với Dennis Slafer thuộc MicroContinuum, Inc, Cambridge, Massachusetts để phát triển các nghiên cứu này thành các thiết bị thiết thực trong đời sống có thể được sản xuất hàng loạt với chi phí thấp.
Ông Pinhero cho hay: “Mục tiêu chính của chúng tôi là hấp thụ và tận dụng năng lượng mặt trời nhiều đến mức có thể như trong lý thuyết đề ra và đưa nó ra thị trường thương mại với giá rẻ mà người tiêu dùng có thể mua được”. “Nếu thành công, sản phẩm này sẽ mang lại một số lượng lớn đơn đặt hàng, nhiều hơn so với các công nghệ năng lượng mặt trời chúng ta đang biết đến hiện nay.”
Trong giai đoạn đầu, nhóm nghiên cứu sẽ tìm nguồn tài trợ từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và các nhà đầu tư tư nhân. Giai đoạn thứ hai là phát triển tấm thu năng lượng, cho cơ sở hạ tầng công nghiệp hiện tại, bao gồm các nhà máy xử lý nhiệt và các trang trại năng lượng mặt trời.
Trong vòng năm năm tới, nhóm nghiên cứu tin rằng họ sẽ cho ra đời một sản phẩm mới, bổ sung vào các tấm pin mặt trời truyền thống. Pinhero tin rằng với tính linh hoạt của mình, tấm pin mặt trời mới có thể được tích hợp vào các sản phẩm khác như tấm lợp mái nhà, hoặc lắp đặt cho các loại xe điện tùy theo yêu cầu người sử dụng.
Một khi nguồn tài trợ được đảm bảo, Pinhero và nhóm sẽ tiếp tục phát triển thêm một số sản phẩm phụ khác đem ra thị trường, bao gồm máy phát hiện hồng ngoại (IR). Ngoài ra còn có các thiết bị xác định hàng cấm ở sân bay và trong quân đội, tính toán quang học, và đường ngắm hồng ngoại viễn thông.
Một nghiên cứu về quá trình thiết kế và sản xuất về sản phẩm mới này đã được công bố trên Tạp chí Kỹ thuật năng lượng mặt trời Journal of Solar Energy Engineering.
Nguồn tổng hợp từ eurekalert
