Lớp tế bào năng lượng mặt trời mỏng mang lại nguồn năng lượng xanh tiết kiệm hơn

Danh Phương

Các nhà khoa học đang nghiên cứu những phương pháp mới để khai thác tia nắng mặt trời, và cuối cùng là làm cho nó ít tốn kém hơn đối với người sử dụng năng lượng mặt trời.

Các chuyên gia tại trường Đại học Durham đang phát triển những nguyên vật liệu hấp thụ ánh sáng với mục đích sử dụng trong việc sản xuất những lớp mỏng tế bào quang điện có lớp chặn (PV cell) sử dụng năng lượng mặt trời, dùng để chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành điện năng.

Dự án 4 năm gồm những cuộc thí nghiệm trên các chất liệu khác nhau rẻ hơn và duy trì được lâu hơn khi sử dụng trong sản xuất những tấm pin năng lượng mặt trời. Những tế bào được chế tạo dựa trên cơ sở chất silic dày hơn và hợp chất có chứa chất indi, một loại kim loại đắt tiền và hiếm có, ngày nay được sử dụng phổ biến hơn để chế tạo ra những tấm pin năng lượng mặt trời.

Các nhà khoa học trường Đại học Durham nhắm vào mục đích chế tạo nguồn năng lượng xanh rẻ hơn. (Ảnh do trường Đại học Durham cung cấp)

Cuộc nghiên cứu, được tài trợ bởi Trung tâm sáng tạo SUPERGEN (Sustainable Power Generation & Supply) thuộc Hội Đồng Nghiên Cứu Khoa Học Tự Nhiên Và Công Trình (gọi tắt là EPSRC). Ngay lúc này, dự án đang bước vào một giai đoạn mới cho sự phát triển nhiều loại nguyên vật liệu khác nhau rẻ hơn và duy trì được lâu hơn.

Nhóm nghiên cứu của Durham cũng đang đi đến thao tác phát triển các nguyên vật liệu, vì thế họ hình thành nên một cấu trúc liên tục rất cần thiết cho việc dẫn năng lượng được giữ lại bởi tấm pin năng lượng mặt trời trước khi nó chuyển thành điện năng sử dụng. Điều này sẽ giúp cải tiến hiệu suất của những lớp tế bào quang điện mỏng.

Chúng tôi hy vọng việc phát triển khả năng làm cho loại tế bào quang điện mỏng hơn nữa như màng film dẫn đến sự giảm giá thành của tấm pin năng lượng mặt trời đối với thị trường trong nước và gia tăng sử dụng năng lượng mặt trời.

Hiện nay năng luợng mặt trời cung cấp chưa đến 1/100 của 1% nhu cầu về năng lượng cho các gia đình ở Vương quốc Anh.

Loại tế bào quang điện mỏng như lớp màng sẽ được sử dụng để chế tạo những tấm pin năng lượng mặt trời gắn trên các mái nhà giúp cung cấp năng lượng cho các gia đình cùng với số điện năng dư thừa sẽ được cung cấp ngược lại cho Mạng lưới điện Quốc gia. Điều này giúp cho việc thanh toán các hóa đơn sử dụng nhiên liệu rẻ hơn  nhờ vào các loại nhiên liệu dùng để đốt đã lỗi thời như là một phương pháp giúp sinh ra điện năng.

Giáo sư Ken Durose, giám đốc Trung tâm Năng lượng Tái tạo Durham, người dẫn đầu cuộc nghiên cứu nói: “Một trong những vấn đề đang tranh cãi chính về năng lượng mặt trời là giá nguyên vật liệu, và chúng tôi nhận thấy rằng giá của tế bào năng lượng đang làm chậm lại sự thu hút của chúng. Nếu những tấm pin năng lượng mặt trời đủ rẻ để bạn có thể mua một hệ thống được bày bán sẵn, phần nào đáp ứng nhu cầu về điện năng của bạn thì bạn nên mua, nhưng sản phẩm đó hiện tại chưa có.”

Để hỗ trợ cho cuộc nghiên cứu, trường Đại học đã nhận một bộ kính hiển vi điện tử có công suất lớn trị giá 1.7 triệu bảng Anh, được tài trợ bởi Quỹ Đầu Tư Nghiên Cứu Khoa Học; Quỹ này đang có hướng nghiên cứu chuyển sang tỷ lệ nano, giúp các nhà khoa học thấy được những hiệu quả hiện tại vẫn còn hạn chế ở hiệu suất tế bào năng lượng mặt trời.

Đây là  kính hiển vi điện tử đầu tiên được sử dụng ở Vương Quốc Anh, giáo sư Durose nói: “Dụng cụ này sẽ đặt vùng Đông Bắc ngay phía trước mặt chúng ta.”

"Chúng tôi nghiên cứu dựa trên những ý tưởng mới về năng lượng tái tạo và điều này mở ra nhiều cơ hội rất tốt cho nghiên cứu.”

Ghi chú: Bài báo cáo này được phỏng theo tờ tin tức phát hành do trường Đại học Durham xuất bản.