Australia sản xuất pin quang điện bằng kỹ thuật in

Nguồn ảnh: KhoaHoc.tv

Các nhà nghiên cứu thuộc Cơ quan Khoa học quốc gia Australia (CSIRO) đã đạt được tiến bộ đáng kể trong việc sản xuất các tấm pin quang điện để biến ánh sáng mặt trời thành điện năng theo kỹ thuật in ấn. Các tấm pin polymer Mặt Trời. (Nguồn: invest.vic.gov.au) Nếu thành công, các tấm pin trên sẽ được...

Các tấm pin polymer Mặt Trời. (Nguồn: invest.vic.gov.au) Nếu thành công, các tấm pin trên sẽ được "in" lên các tấm nhựa polymer và sẽ tạo ra những thay đổi lớn trong việc sử dụng năng lượng điện mặt trời.

Một trong những ưu thế vượt trội của pin quang điện so với các loại nhiên liệu tái sinh khác là ở chỗ chúng nhỏ bé, mềm dẻo và các nhà nghiên cứu có thể nghĩ ra nhiều cách để chế tạo cũng như sử dụng chúng.

Từ những chiếc pin nhỏ, người ta đã từng phun lên bề mặt một "tấm đế" để tạo ra những lớp và sử dụng chúng một cách sáng tạo. Song liệu có thể thu được những lá pin quang điện bằng phương pháp dập giống như in các con chữ trên giấy hay không là điều mà các nhà khoa học Australia nghiên cứu và hiện họ đã có câu trả lời là hoàn toàn có thể.

Các tấm pin quang điện đã bắt đầu được sản xuất thử nghiệm với sự hợp tác giữa CSIRO với Securency International - Công ty chuyên in tiền polymer.

Những bộ pin quang điện từ vật liệu hữu cơ mềm dẻo sẽ được công ty Securency in trên polymer thành những tấm mỏng có kích thước lớn, giống như in tiền. Sau khi đã dùng kỹ thuật in, những tấm pin có thể được dùng để che phủ lên một diện tích rộng như mái nhà cũng như dùng cho các diện tích nhỏ phù hớp với mục đích sử dụng.

Các nhà nghiên cứu cho rằng kỹ thuật này cho phép sản xuất ra pin quang điện giá rẻ, nhanh chóng với số lượng lớn và sẽ tạo ra những thay đổi lớn với công nghệ quang điện.

Dự án trên có kinh phí 12 triệu AUD, kéo dài trong ba năm và mặc dù mới chỉ đi được nửa chặng đường, nhưng đã mở ra nhiều triển vọng to lớn.

Các nhà nghiên cứu thuộc Cơ quan Khoa học quốc gia Australia, viết tắt là CSIRO, đang tạo ra bước tiến đáng chú ý trong cách sản xuất các tấm pin quang điện. Thay vì chế tạo từng tấm theo những quy trình truyền thống, họ thử đưa vật liệu biến ánh sáng mặt trời thành điện năng lên bề mặt polymer bằng kỹ thuật in ấn. Nếu đạt kết quả như kỳ vọng, công nghệ này có thể mở rộng đáng kể khả năng sản xuất và sử dụng điện mặt trời trong đời sống. Những tấm pin được phát triển thuộc nhóm pin polymer Mặt Trời, sử dụng vật liệu hữu cơ mềm dẻo thay vì cấu trúc cứng quen thuộc. Đặc điểm nhỏ, nhẹ và linh hoạt giúp pin quang điện có thể thích ứng với nhiều bề mặt, hình dạng, kích thước cũng như mục đích sử dụng khác nhau. Đây là ưu thế đáng kể của pin quang điện so với nhiều dạng nhiên liệu tái sinh khác, vốn thường đòi hỏi thiết bị lớn hoặc không dễ triển khai. Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học từng sử dụng những chiếc pin nhỏ để phun vật liệu lên một tấm đế, tạo thành nhiều lớp hoạt động theo cách sáng tạo. Tuy nhiên, câu hỏi quan trọng hơn là liệu có thể tạo ra những lá pin quang điện bằng phương pháp dập, tương tự cách in chữ trên giấy hay không. Kết quả hiện nay cho thấy câu trả lời hoàn toàn khả quan, khi vật liệu quang điện đã có thể được đưa lên polymer bằng kỹ thuật in phù hợp. Các tấm pin thử nghiệm được phát triển thông qua sự hợp tác giữa CSIRO và Securency International, công ty chuyên in tiền polymer. Kinh nghiệm xử lý những vật liệu polymer mỏng, lớn và đòi hỏi độ chính xác cao giúp Securency trở thành đối tác phù hợp cho dự án này. Nhờ phối hợp chuyên môn giữa nghiên cứu khoa học và công nghệ in ấn, ý tưởng in pin quang điện đang được chuyển thành sản phẩm thử nghiệm cụ thể. Theo hướng phát triển hiện tại, các bộ pin quang điện bằng vật liệu hữu cơ mềm dẻo sẽ được Securency in lên polymer. Những tấm pin sau in có thể rất mỏng, đồng thời được sản xuất với kích thước lớn theo cách gợi nhớ quy trình tạo ra các tờ tiền polymer. Cách tiếp cận này mở ra khả năng tạo những bề mặt phát điện liên tục, thay vì chỉ giới hạn trong các mô-đun cứng có kích thước cố định. Khi hoàn thiện, các tấm pin in có thể phủ lên những diện tích rộng như mái nhà, nơi thường có không gian lớn để tiếp nhận ánh sáng. Công nghệ cũng có thể phục vụ các khu vực nhỏ hơn, tùy nhu cầu sử dụng và điều kiện lắp đặt cụ thể. Tính mềm dẻo của polymer vì thế cho phép người dùng hình dung nhiều cách ứng dụng, từ bề mặt rộng đến những vị trí nhỏ, khó thích hợp với tấm pin thông thường. Các nhà nghiên cứu kỳ vọng kỹ thuật in sẽ giúp pin quang điện được sản xuất nhanh chóng, giá rẻ và với số lượng lớn. Nếu những lợi thế này được chứng minh qua các giai đoạn tiếp theo, phương pháp mới có thể tạo thay đổi đáng kể đối với công nghệ quang điện. Sản xuất bằng quy trình gần với in ấn công nghiệp cũng hứa hẹn đưa việc chế tạo pin ra khỏi phạm vi những dây chuyền phức tạp, đắt đỏ hiện nay. Dự án có kinh phí 12 triệu AUD và được triển khai trong thời gian ba năm, với CSIRO cùng Securency International giữ vai trò hợp tác chính. Dù mới đi được nửa chặng đường, chương trình đã cho thấy triển vọng lớn nhờ chứng minh khả năng in pin quang điện trên polymer. Thành công tiếp theo vẫn cần được đánh giá qua quá trình phát triển, nhưng hướng đi này đang mở thêm một lựa chọn đáng chú ý cho tương lai năng lượng mặt trời.