Pin mặt trời mỏng hơn tơ nhện

Một nhóm nhà khoa học tại Áo và Nhật Bản vừa công bố loại pin mặt trời đặc biệt mỏng, thậm chí còn mỏng hơn cả một sợi tơ nhện trong tự nhiên. Thiết bị này gây chú ý không chỉ nhờ kích thước siêu mảnh, mà còn bởi khả năng đàn hồi đáng kinh ngạc, cho phép nó quấn quanh một sợi tóc. Phát minh mở ra hình dung mới về pin mặt trời, khi nguồn điện sạch có thể xuất hiện trên quần áo, vật dụng và nhiều thiết bị nhỏ hằng ngày. Tsuyoshi Sekitani, nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo và thành viên nhóm chế tạo, cho biết độ dày của thiết bị nhỏ đến mức người dùng gần như không thể cảm nhận trọng lượng. Độ mềm của pin cũng khiến nó khác xa những tấm pin cứng thường thấy trên mái nhà, vốn cần bề mặt phẳng và kết cấu nâng đỡ chắc chắn. Khi được uốn cong hoặc cuốn lại, thiết bị vẫn hướng tới khả năng hoạt động linh hoạt trong những không gian mà pin thông thường khó tiếp cận. Theo Sekitani, người dùng có thể gắn loại pin này lên quần áo hoặc các đồ dùng thường ngày để thu điện trực tiếp từ ánh sáng mặt trời. Cách tiếp cận ấy đặc biệt hữu ích với những thiết bị cảm ứng nhỏ, vốn cần nguồn năng lượng liên tục nhưng không thuận tiện khi phải thay hoặc sạc pin riêng. Trong tương lai được nhóm nghiên cứu kỳ vọng, quần áo hoặc vật dụng cá nhân có thể vừa phục vụ sinh hoạt, vừa hỗ trợ tạo ra điện năng. Một ứng dụng đáng chú ý liên quan đến người cao tuổi, những người thường cần đeo thiết bị cảm ứng để theo dõi tình trạng sức khỏe. Nếu thiết bị cảm ứng nhận được năng lượng từ pin mặt trời siêu mỏng gắn trên quần áo, người sử dụng có thể giảm nhu cầu mang theo một bộ pin khác. Giải pháp này không loại bỏ mọi yêu cầu về năng lượng, nhưng hứa hẹn làm hệ thống theo dõi sức khỏe gọn nhẹ và thuận tiện hơn. Hình ảnh phóng to được giới thiệu cho thấy cấu trúc pin có kích thước rất nhỏ so với những tấm pin mặt trời quen thuộc. Tuy nhiên, sự mỏng nhẹ không đồng nghĩa thiết bị chỉ phù hợp với các thử nghiệm trong phòng nghiên cứu hoặc những vật thể cố định. Chính độ mềm được mô tả giúp pin chịu được việc bẻ cong tốt hơn, từ đó tạo điều kiện triển khai trên các bề mặt có hình dạng phức tạp. Sekitani nhận định nhóm nghiên cứu có thể chế tạo loại pin này với kích thước lớn hơn trong những bước phát triển tiếp theo. Lý do nằm ở mối liên hệ trực tiếp giữa diện tích pin và lượng điện năng tạo ra, khi thiết bị lớn hơn có thể tiếp nhận nhiều ánh sáng mặt trời hơn. Nếu duy trì được tính mềm dẻo khi mở rộng, công nghệ sẽ có thêm cơ hội phục vụ nhiều loại thiết bị và vật dụng khác nhau. Dù vậy, nhóm nghiên cứu vẫn cần cải thiện tỷ lệ chuyển hóa năng lượng mặt trời thành điện trước khi đưa sản phẩm vào sử dụng rộng rãi. Hiệu suất chuyển hóa quyết định lượng điện thu được từ cùng một diện tích chiếu sáng, đặc biệt quan trọng với thiết bị mỏng và nhẹ. Nhóm hy vọng hoàn thiện công nghệ để có thể đưa loại pin này vào ứng dụng thực tế trong khoảng 5 năm tới. Công trình là kết quả hợp tác giữa Martin Kaltenbrunner, Siegfried Bauer cùng các nhà khoa học khác thuộc Đại học Johannes Kepler ở Áo, với Tsuyoshi Sekitani và cộng sự tại Đại học Tokyo. Sự phối hợp giữa các nhóm nghiên cứu đã tạo nên thiết bị kết hợp ba đặc điểm nổi bật, gồm độ mỏng hơn tơ nhện, độ đàn hồi cao và khả năng thu năng lượng mặt trời. Nếu các bước cải thiện đạt mục tiêu, pin mặt trời siêu mỏng có thể trở thành nguồn năng lượng âm thầm hiện diện trong nhiều vật dụng quen thuộc.