Khắc mô hình trên tấm pin mặt trời giúp tăng khả năng hấp thụ ánh sáng lên 125%

Các tấm pin mặt trời mang lại tiềm năng to lớn để dịch chuyển nguồn điện được tạo ra từ việc đốt than đá, và một cải tiến mới do các nhà khoa học nghĩ ra giúp tăng gấp đôi lượng ánh sáng mà các pin mặt trời thông thường thu được.

Trong một nghiên cứu mới, một nhóm các nhà khoa học từ Vương quốc Anh, Bồ Đào Nha và Brazil đã phát hiện ra rằng việc khắc một mô hình bàn cờ trên pin mặt trời có thể tăng cường dòng điện tạo ra bởi silicon tinh thể (c-Si) lên dến như 125%

Nhà nghiên cứu quang điện Christian Schuster từ Đại học York giải thích: “Chúng tôi đã tìm ra một mẹo đơn giản để tăng cường sự hấp thụ của các tế bào năng lượng mặt trời mỏng.

“Các cuộc điều tra của chúng tôi cho thấy rằng ý tưởng của chúng tôi thực sự cạnh tranh với việc tăng cường khả năng hấp thụ của các thiết kế phức tạp hơn”

image

Nhóm nghiên cứu cho biết, cho đến nay, những nỗ lực bằng cách sử dụng các thiết kế cách tử đơn giản chỉ mang lại lợi ích nhỏ trong việc hấp thụ ánh sáng mặt trời.

Schuster và nhóm nghiên cứu cho biết ngay cả những chỉnh sửa rất đơn giản đối với công nghệ tấm pin mặt trời hiện có cũng có thể làm tăng đáng kể khả năng khai thác năng lượng từ mặt trời.

Thay vì xem xét các thiết kế cấu trúc mới dựa trên kết cấu tự nhiên hoặc các thuật toán tính toán, các nhà nghiên cứu thay vào đó tập trung vào việc xác định những cân nhắc lý thuyết cốt lõi nào sẽ cho phép tạo ra một mô hình tối ưu hóa cho sự tán xạ và nhiễu xạ của ánh sáng mặt trời.

Mục tiêu của họ là làm cho tấm pin mặt trời hấp thụ nhiều năng lượng hơn bằng cách thu hút nhiều ánh sáng mặt trời hơn, trong khi phản xạ lại ít hơn.

Mô hình của họ cho thấy rằng các đường cách tử, được sắp xếp theo cấu trúc bán ngẫu nhiên, tuần hoàn đơn giản sẽ tối ưu hóa hiệu suất của “miền quang tử”: vùng trong cấu trúc quang tử trong đó phần tử nhiễu xạ cơ bản được sắp xếp định kỳ theo kiểu một chiều.

Kết quả cho thấy bàn cờ với các phép quay ngẫu nhiên của các đơn vị lặp lại của nó tạo ra dòng điện nhiều hơn khoảng 125% so với pin mặt trời thông thường không có thiết kế đường cách tử.

Ngoài ra, vì tính đơn giản vốn có của nó, nhóm nghiên cứu cho biết thiết kế bàn cờ có thể dễ sản xuất hơn ở quy mô công nghiệp và cũng mạnh mẽ hơn các mẫu pin mặt trời có cấu trúc nano phức tạp hơn khác.

Nguồn : Sciencealert