mrchubby
Chuyên viên tin tức
Giới hạn vật lý luôn là một điều khó chịu trong phát triển công nghệ, đương cử như việc các tấm pin năng lượng hiện tại không đạt được hiệu quả tạo ra điện năng từ ánh sáng mặt trời như mong muốn. Nhưng giờ đây, một nhóm các kỹ sư đến từ viện đại học MIT đã vừa phát triển một hệ thống giải quyết được bài toán hiệu quả ngay từ bước đầu tiên: tái tạo hơi nóng từ ánh sáng – và giải pháp này có thể giúp tăng gấp đôi hiệu quả của các tấm pin năng lượng hiện tại.
Hầu hết những tấm pin năng lượng mặt trời đang sử dụng hiện tại đang phải đối mặt với giới hạn Shockley-Queisser, giới hạn này là một mức trần của hiệu quả tạo ra năng lượng trên một thiết bị nhất định dựa vào độ lan rộng của tần số ánh sáng chiếu đến bề mặt. Trong trường hợp của hầu hết các tấm pin năng lượng, chúng được làm chủ yếu từ vật liệu silicon, và giới hạn của loại vật liệu này ở mức 32%. Một số tấm pin khác có cấu tạo nhiều lớp hoặc cố biến nhiệt hấp thụ thành điện nhằm tăng thêm chút ít hiệu quả.
Nhưng đội ngũ đến từ MIT đã nghĩ khác đi một chút. Thiết bị của đội ngũ này, như tấm hình bên trên, ban đầu sẽ hấp thụ nhiệt và ánh sáng từ ánh sáng mặt trời bằng một lớp đặc biệt, lớp này có thể phát lại bức xạ tại một bước sóng cụ thể, và bức xạ này phù hợp hơn rất nhiều (hiệu quả chuyển đổi năng lượng cao hơn) đối với các tế bào năng lượng mặt trời đặt sát đó. Lớp vật chất này được tạo thành từ các tinh thể nanophotonic, nó sẽ phát ra tần số cụ thể của ánh sáng bị hâm nóng. Bằng cách cẩn thận tinh chỉnh các tinh thể nhằm tạo ra các thành phần tần số chính xác, thiết bị có thể tạo ra bức xạ dễ hấp thụ hơn bởi các tấm pin năng lượng, và như vậy các tấm pin sẽ nâng cao được hiệu quả hoạt động. Nhóm các nhà nghiên cứu đã mô tả cụ thể hệ thống của mình trên tờ Nature Energy.
Nhóm nghiên cứu tính toán rằng, theo lý thuyết hệ thống của họ có thể giúp các tấm pin năng lượng hiện tại hoạt động với mức hiệu quả hơn gấp đôi. Những thí nghiệm ban đầu đã đem đến nhiều tín hiệu tích cực, bởi hiệu quả tăng lên là đáng kể, tuy nhiên vẫn còn nhiều điều phải làm để đưa hệ thống này vào thương mại hóa. Vấn đề nan giải trước mắt là tìm ra phương pháp chế tạo ra tấm vật chất nanophotonic với chi phí rẻ hơn.
Theo Gizmodo
