Các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới đang cạnh tranh để thiết kế và mở rộng quy mô các tấm pin mặt trời thế hệ tiếp theo. Trong khi các tấm pin mặt trời quang điện hiện tại nhìn chung có hiệu quả về chi phí và hiệu suất, thì lĩnh vực này luôn tìm cách tiến bộ và tìm ra những cách tốt hơn nữa để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng sạch.
Pin mặt trời quang điện đang trên đà trở thành nguồn năng lượng tái tạo lớn nhất thế giới vào năm 2029, vượt qua thủy điện. Trong khi việc triển khai năng lượng mặt trời đã tăng mạnh trong những năm gần đây, được thúc đẩy bởi các biện pháp chính sách hỗ trợ và chi phí giảm, thì công nghệ năng lượng mặt trời sẽ cần tiếp tục trở nên ngày càng hiệu quả hơn để đáp ứng các mục tiêu về khí hậu toàn cầu. "Để duy trì tốc độ tăng trưởng sản lượng điện phù hợp với Kịch bản NZE, sẽ cần phải tăng gấp đôi công suất bổ sung hàng năm vào năm 2030", Cơ quan Năng lượng Quốc tế báo cáo. Quy mô khổng lồ của các công suất bổ sung cần thiết này sẽ đòi hỏi phải có hoạt động nghiên cứu và phát triển đáng kể "tập trung vào hiệu quả và các cải tiến cơ bản khác".
Theo tinh thần cấp thiết này, một số công ty khởi nghiệp đang tìm cách chế tạo tấm pin mặt trời từ các vật liệu hấp thụ nhiều ánh sáng mặt trời hơn so với mô hình silicon tiêu chuẩn, trong khi những công ty khác đang cố gắng tái tạo hình dạng và cơ chế của tấm pin để chúng có thể thu được nhiều ánh sáng mặt trời hơn khi mặt trời thay đổi vị trí trên bầu trời.
Một loạt các công ty khởi nghiệp tại Thung lũng Silicon của California đang nghiên cứu cách xếp lớp tấm pin mặt trời silicon với các vật liệu gọi là perovskite để tạo ra sản phẩm cuối cùng hiệu quả hơn. "Việc xếp chồng hai vật liệu này, hấp thụ các bước sóng ánh sáng mặt trời khác nhau, cho phép tấm pin mặt trời đạt hiệu suất cao hơn và tạo ra nhiều điện hơn trên mỗi tấm pin", MIT Technology Review đưa tin. "Điều đó có nghĩa là các tế bào quang điện song song perovskite có thể giảm chi phí và tăng lượng điện tái tạo trên lưới điện", báo cáo cho biết thêm.
"Mặc dù silicon rất tuyệt, nhưng tế bào quang điện song song còn tốt hơn", Tomas Leijtens, đồng sáng lập kiêm giám đốc công nghệ của công ty khởi nghiệp năng lượng mặt trời thế hệ tiếp theo Swift, nói với MIT. “Trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu, chúng ta cần phải tăng tốc, không chỉ nói rằng, ‘Ồ, thế là đủ rồi—chúng ta xong rồi.’ Mọi thứ đều có thể tiếp tục được cải thiện.”
Các mô hình song song đã nhận được rất nhiều sự chú ý của ngành công nghiệp do hứa hẹn về các tấm pin mặt trời mỏng hơn, hiệu quả hơn và các khoản đầu tư đã đổ vào. Chỉ trong tháng trước, công ty khởi nghiệp perovskite Tandem PV đã công bố vòng gọi vốn Series A trị giá 50 triệu đô la. “Mục tiêu chính của vòng gọi vốn này là để chứng minh rằng chúng tôi có thể chứng minh cả sản phẩm hoàn chỉnh hoạt động và nhu cầu của khách hàng, sau đó chúng tôi có thể mở rộng quy mô lên đến hàng tỷ đô la một năm, điều này khá thú vị,” Giám đốc điều hành Tandem Scott Wharton nói với Inc.
Tuy nhiên, các nhà khoa học đã mày mò với các tấm pin mặt trời song song perovskite trong hơn một thập kỷ nay và không có bước đột phá thương mại nào để chứng minh cho điều đó. Một số nhà nghiên cứu lo ngại rằng nếu họ không giao hàng nhanh chóng, tất cả sự quan tâm và đầu tư đó sẽ cạn kiệt trong thời gian tới.
Các mô hình năng lượng mặt trời thế hệ tiếp theo đầy hứa hẹn khác bao gồm các tấm pin linh hoạt hình đĩa có thể xoay theo mặt trời quanh bầu trời, giống như hoa hướng dương, và các tấm pin mặt trời trong suốt có thể biến cửa sổ thành trạm phát điện. Những tấm pin "vô hình" này đang tiến gần hơn đến việc cạnh tranh với các tấm pin mặt trời truyền thống, hoạt động với hiệu suất trung bình là 21%. Khi các tấm pin mặt trời trong suốt đạt đến mức hiệu suất này và có khả năng cạnh tranh về chi phí, các tòa nhà chọc trời có thể được chuyển đổi thành các nguồn sản xuất điện quan trọng ở đô thị.
Một trong những đột phá công nghệ năng lượng mặt trời gần đây nhất, các tấm pin mặt trời đang được định hình giống như các quả cầu thay vì các tấm pin để chúng có thể thu được ánh sáng mặt trời từ mọi góc độ. Công ty Nhật Bản đứng sau các công nghệ năng lượng mặt trời hình cầu này cho biết mô hình Sphelar của họ sẽ cho phép hấp thụ tốt hơn nhiều so với các tấm pin phẳng, chỉ hoạt động ở công suất tối đa trong thời gian ngắn trong ngày khi vị trí của mặt trời lý tưởng (và thời tiết thuận lợi). Một báo cáo gần đây của Unión Rayo nêu rằng "Trong phần còn lại của ngày, tất cả ánh sáng đó đều bị lãng phí". "Và điều đó, xét đến những thách thức về năng lượng mà chúng ta đang phải đối mặt, là một thứ xa xỉ mà chúng ta không còn đủ khả năng chi trả nữa".
Nguồn tin: xangdau.net
