Pin năng lượng Mặt trời hấp thu 99,7% ánh sáng

Công ty công nghệ Natcore của Mỹ vừa chế tạo một loại pin quang năng màu đen, được giới thiệu là tấm pin có khả năng hấp thu ánh sáng mạnh nhất hiện nay. Sản phẩm gây chú ý vì bề mặt silicon gần như không phản chiếu ánh sáng, giúp hạn chế phần năng lượng thường bị thất thoát khi ánh sáng chiếu vào pin. Với tỷ lệ phản xạ ánh sáng trung bình chỉ 0,3%, những tấm pin này có thể hấp thu tới 99,7% lượng ánh sáng chiếu đến bề mặt. Khả năng hấp thu đặc biệt ấy mở ra triển vọng chuyển đổi nhiều năng lượng Mặt trời thành điện năng hơn so với các loại pin quang điện đang được sử dụng. Thay vì để một phần ánh sáng bật ngược ra môi trường, pin silicon màu đen giữ lại gần như toàn bộ nguồn sáng để phục vụ quá trình tạo điện. Đây là lý do công nghệ của Natcore được đánh giá có thể tạo khác biệt trong cuộc đua nâng cao hiệu suất pin năng lượng Mặt trời. Các loại pin hiện hành thường sử dụng lớp phủ chống phản xạ nhằm giảm lượng ánh sáng bị bật trở lại trước khi đi vào vật liệu quang điện. Tuy nhiên, những lớp phủ này hoạt động kém hiệu quả hơn trong buổi sáng và buổi chiều, thời điểm ánh sáng chiếu xiên thay vì rơi gần vuông góc lên bề mặt pin. Khi góc chiếu thay đổi, khả năng giữ ánh sáng của lớp phủ giảm, khiến sản lượng điện có thể không đạt mức tối ưu. Pin quang điện đen của Natcore được cho là khắc phục tốt hạn chế này nhờ khả năng hấp thu cao trong nhiều điều kiện chiếu sáng khác nhau. Hiệu quả ấy đặc biệt đáng chú ý vào những ngày nhiều mây, khi ánh sáng Mặt trời bị tán xạ trước lúc đến bề mặt các tấm pin. Thay vì phụ thuộc mạnh vào ánh sáng trực tiếp, loại pin mới vẫn có thể tận dụng phần ánh sáng khuếch tán để duy trì khả năng thu năng lượng. Theo Giám đốc công ty Chuck Provini, lượng điện thu được không có khác biệt lớn giữa những ngày nắng tốt và những ngày nhiều mây. Nhận xét này nhấn mạnh lợi thế của công nghệ mới trong các khu vực thường xuyên có mây, nơi sản lượng điện từ pin Mặt trời truyền thống dễ biến động. Ánh sáng bị khuếch tán, theo ông, không gây ảnh hưởng lớn đến quá trình hấp thu năng lượng của các tấm pin silicon màu đen. Khả năng hoạt động ổn định hơn trong nhiều điều kiện thời tiết có thể giúp công nghệ này mở rộng phạm vi ứng dụng thực tế. Những hệ thống điện Mặt trời không còn phải phụ thuộc quá nhiều vào các khoảng thời gian nắng mạnh, đặc biệt là giữa trưa với góc chiếu thuận lợi. Nếu duy trì được mức hấp thu cao trong vận hành, pin mới có thể cung cấp sản lượng điện đáng kể hơn trên cùng diện tích lắp đặt. Natcore còn kết hợp công suất thu năng lượng cao với chi phí thấp hơn thông qua công nghệ tấm lợp của công ty. Cách tiếp cận này hướng tới việc đưa các tấm pin silicon màu đen vào những hệ thống năng lượng Mặt trời có quy mô và nhu cầu sử dụng khác nhau. Chi phí sản xuất, lắp đặt cùng sản lượng điện tạo ra sẽ quyết định mức độ hấp dẫn của sản phẩm trên thị trường. Khi hiệu suất hấp thu cao đi cùng chi phí phù hợp, công nghệ pin silicon màu đen có thể nhanh chóng trở thành lựa chọn đáng chú ý cho ngành năng lượng Mặt trời toàn cầu. Sản phẩm của Natcore cho thấy những cải tiến quan trọng đôi khi đến từ việc giảm ánh sáng phản xạ, thay vì chỉ tập trung tăng kích thước hoặc số lượng tấm pin. Dù cần tiếp tục được triển khai rộng rãi để đánh giá trong thực tế, loại pin hấp thu 99,7% ánh sáng đã tạo dấu ấn bằng hướng phát triển hiệu quả và nhiều triển vọng.