Theo báo cáo mới nhất, nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan đã chế tạo thành công một hệ thống pin năng lượng Mặt Trời hoàn toàn trong suốt. Đây hứa hẹn sẽ tạo nên một cuộc cách mạng trong việc tích hợp pin năng lượng Mặt Trời ngay trên màn hình điện thoại, máy tính hoặc sử dụng cho các công trình xây dựng nhằm tạo ra điện năng nhưng vẫn không làm cản trở tầm nhìn của con người.
Từ trước đến nay, phần lớn các tấm pin Mặt Trời truyền thống đều dùng vật liệu bán dẫn silicon (có màu tối) để hấp thụ quang năng và chuyển đổi thành điện năng bằng hiệu ứng quang điện. Một cách khác cũng được sử dụng là tập trung ánh sáng Mặt Trời vào một động cơ nhiệt để chuyển đổi thành điện năng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu Michigan đã giải quyết được vấn đề màu sắc và kích thước bằng hệ thống tập trung năng lượng Mặt Trời (LSC).
Theo đó, nhóm đã phát triển các phân tử hữu cơ có khả năng hấp thụ các bước sóng không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Các phân tử này sẽ được tích hợp vào một tấm vật liệu trong suốt như plastic hoặc thủy tinh để tạo thành một loại vật liệu mới có khả năng tập trung ánh sáng Mặt Trời.
Hình ảnh tấm vật liệu trong phòng thí nghiệm
Theo người dẫn đầu nghiên cứu, Richard Lunt, phó giáo sư khoa công nghệ hóa học và khoa học vật liệu tại Đại học Michigan: "Chúng tôi thực hiện các điều chỉnh cho phép loại vật liệu mới chỉ có thể hấp thụ ánh sáng có bước sóng cận hồng ngoại và cực tím. Sau đó, các chùm ánh sáng này sẽ "rực" lên thành tia hồng ngoại. Tiếp theo, các tia hồng ngoại được dẫn ra xung quanh viền của tấm vật liệu, nơi có tích hợp các tế bào quang điện dài và mỏng để chuyển hóa thành điện năng."
Do loại vật liệu trên không hấp thụ hoặc phát ra ánh sáng nằng trong quang phổ khả kiến nên hệ thống pin sẽ hoàn toàn trong suốt khi nhìn bằng mắt người. Đồng thời, các phân tử hữu cơ có thể được tích hợp vào nhiều loại vật liệu trong suốt khác nhau phù hợp với yêu cầu sử dụng, thậm chí là dùng cho màn hình dẻo,....
Hiện tại, hiệu suất chuyển đổi năng lượng Mặt Trời của hệ thống trên là vào khoảng 1%. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu hứa hẹn sẽ tiếp tục hoàn thiện để nâng hiệu suất chuyển đổi lên 5% hoặc thậm chí là 8% khi hoàn thiện. Đồng thời, phương pháp sản xuất cũng được cải tiến theo hướng đơn giản và có giá thành rẻ hướng đến việc chính thức thương mại hóa trong tương lai không xa.
