Pin mặt trời bằng chất dẻo

Các nhà khoa học Thụy Sĩ và Trung Quốc vừa sáng tạo ra một loại pin mặt trời mới, hiệu suất cao từ chất màu cảm quang. Loại pin mới này sử dụng chất điện phân không bay hơi, đạt được hiệu suất gần như pin mặt trời màng mỏng. 

Michael Gratzel, giáo sư hoá học, ĐH Bách khoa Lausanne, Thụy Sĩ và Peng Wang, giáo sư Học viện Hoá học ứng dụng Changchun, Trung Quốc vừa sáng tạo ra một loại pin mặt trời mới, hiệu suất cao từ chất màu cảm quang, gọi là pin Gratzel. Loại pin mới này sử dụng chất điện phân không bay hơi, lần đầu tiên đã đạt được hiệu suất gần như pin mặt trời màng mỏng.

Pin Gratzel, được gọi theo tên nhà phát minh, từ lâu đã được coi như một công nghệ đầy hứa hẹn để giảm giá thành của năng lương mặt trời, và về lâu dài có thể còn rẻ hơn cả các loại pin mặt trời hiện dùng. Sở dĩ nó chưa thể hiện được tiềm năng này, đủ để cạnh tranh với pin hiện tại là vì nó vẫn cần đến chất điện phân bay hơi, nên phải làm thật kín, đó là khâu làm tăng giá thành và chưa an toàn lắm trong quá trình sản xuất.

Tuy nhiên, với những cải tiến mới đây, Gratzel và Wang đã nâng cao được hiệu suất của pin, bằng cách dùng chất điện phân không bay hơi, khiến pin Gratzel đã đạt hiệu quả tương đương với các pin mặt trời quy ước. Thêm nữa, pin mặt trời này rất ổn định khi làm việc ngoài trời và ở nhiệt độ cao trong hơn 1.000 giờ liên tục. Tonio Buonassi, giáo sư MIT (Học viện kỹ thuật Massachusetts) nhận định: “Nó đã đẩy công nghệ lên sát với “chướng ngại vật” 10 phần trăm”, mà pin màng mỏng cần phải vượt qua để có thể cạnh tranh về mặt kinh tế.

Một trong những chất điện phân dùng trong loại pin mặt trời mới này là “chất lỏng ion” – một loại chất lỏng tạo ra bởi những ion, thường gồm các muối có điểm chảy thấp.

Chất lỏng ion có thể được sử dụng với điện cực bằng chất dẻo, cho phép pin vừa đạt hiệu quả, vừa mềm dẻo, do vậy, có thể “gắn” vào quần áo, tường, cửa sổ hoặc làm thành tấm phủ trên mái xe hơi. Chất lỏng ion được phối trộn với chất màu loại mới, nên sẽ hấp thụ ánh sáng tốt hơn so với các chất màu thường dùng. Nhờ tính hấp thụ ánh sáng tốt, chiều dày của vật liệu hoạt tính trong pin mặt trời có thể giảm xuống còn một nửa, khiến các điện tử xuyên qua pin một cách dễ dàng hơn để chuyển tới mạch ngoài và chính vì thế nâng cao được hiệu suất.

Khi các nhà nghiên cứu thử nghiệm phối hợp chất màu mới và chất điện phân không bay hơi, họ còn nâng cao hiệu suất lên chút nữa.

Pin mặt trời với chất màu cảm quang có thể dùng để nạp điện cho điện thoại di động, đặc biệt thích hợp ở những nước có nguồn điện không ổn định, bởi có thể trữ điện với những tấm lớn trên mặt tiền của những toà nhà cao tầng. Những tiến bộ kỹ thuật mới có thể làm pin Gratzel dễ chế tạo hơn và giá thành hạ hơn.