Công nghệ pin mặt trời dựa trên gecmani dành cho nhà kính

Các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) đã phát triển một loại pin mặt trời chọn lọc dựa trên lớp hấp thụ siêu mỏng n-i-p và một bộ lọc chọn lọc quang phổ màng mỏng. Họ tuyên bố rằng nó có thể được sử dụng để sản xuất tấm pin mặt trời chọn lọc quang phổ với các ứng dụng tiềm năng trong điện cho hoạt động sản xuất nông nghiệp, nhà kính và lò phản ứng quang sinh học.

Họ đã trình bày những phát hiện của mình trong “Kỹ thuật quang phổ của tế bào năng lượng mặt trời germanium siêu mỏng để kết hợp quang điện và quang hợp”, được công bố gần đây trên tạp chí Optics Express. Thiết bị này là một tế bào năng lượng mặt trời germanium (a-Ge: H) vô định hình nâng cao có thể hạn chế ánh sáng trong một chất hấp thụ siêu mỏng.

Các học giả cho biết: “Do hạn chế quang học mạnh và hệ số hấp thụ cao của a-Ge: H, độ dày của chất hấp thụ có thể giảm xuống còn ∼5-10 nm trong khi vẫn đạt được hiệu suất 5% đối với pin mặt trời có màu đục”. “Chúng tôi chọn gecmani vô định hình thay vì silic vô định hình làm vật liệu hấp thụ vì hệ số hấp thụ của nó cao hơn đối với bước sóng trên 500 nm.”

Nhóm cho biết, công nghệ này chỉ dựa vào sự lắng đọng hơi tăng cường plasma và phún xạ magnetron, đây là những phương pháp lắng đọng màng mỏng đã được chứng minh trong ngành.

Nhà nghiên cứu Norbert Osterthun chia sẻ : “Hiện chúng tôi đang chuẩn bị một dự án, trong đó các cell năng lượng mặt trời chọn lọc quang phổ sẽ được mở rộng thành tấm pin công suất nhỏ. “Các tấm pin này sau đó sẽ được thử nghiệm trong môi trường nhà kính ở Almeria và Oldenburg, đại diện cho các điều kiện của hai khu vực rất phù hợp để canh tác trong nhà kính ở Châu Âu.”

Osterthun cho biết thêm: “Tế bào của chúng ta chỉ hấp thụ phần quang phổ màu xanh lá cây và tia hồng ngoại của ánh sáng mặt trời, trong khi truyền ánh sáng xanh lam và đỏ được hấp thụ trong quá trình quang hợp bởi chất diệp lục”.

Nhóm nghiên cứu đã chế tạo tế bào bằng một lớp kim loại-oxit-kim loại-oxit (MOMO) dẫn điện trong suốt.

Tế bào này cho thấy hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 1,6% và 2,3% với độ truyền màu xanh lam từ 16% đến 4% và độ truyền màu đỏ từ 48% đến 34%.

Các học giả cho biết: “Ba độ dày bạc khác nhau đã được nghiên cứu trong phản xạ MOMO bằng cách điều chỉnh độ dày lớp bạc, tỷ lệ giữa ánh sáng để chiếu sáng tảo hoặc thực vật và để tạo dòng quang có thể thay đổi. “Pin mặt trời cho thấy tiềm năng rất lớn trong việc kết hợp quang điện với quang hợp để đạt được các ứng dụng mới của pin mặt trời trên lò phản ứng sinh học, nhà kính hoặc đất nông nghiệp.”

Nguồn : PV-Magazine