Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Mỹ đã phát triển thành công một loại pin mặt trời vải siêu mỏng và siêu nhẹ, với công suất vượt trội hơn gấp khoảng 18 lần so với pin mặt trời truyền thống, tính trên mỗi kg.

Nhóm các kỹ sư tại MIT đã thành công trong việc tạo ra tấm pin mặt trời vải siêu nhẹ, có khối lượng chỉ bằng 1/100 so với pin mặt trời truyền thống và chúng được chế tạo từ mực bán dẫn. Đồng thời, họ sử dụng các phương pháp in ấn có thể mở rộng để sản xuất hàng loạt trong tương lai. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Small Methods.

Pin mặt trời siêu mỏng khiến ai nấy đều kinh ngạc. 

Các tấm pin mặt trời mới này có tính linh hoạt cao, độ bền vững và mỏng hơn nhiều so với sợi tóc người. Chúng có khả năng cung cấp nguồn năng lượng khi người sử dụng đang di chuyển, có thể được tích hợp dưới dạng vải năng lượng để đeo trên người hoặc dễ dàng vận chuyển đến những vị trí xa xôi và triển khai nhanh chóng trong trường hợp cấp bách.

Nhờ kích thước mỏng và trọng lượng nhẹ, những tấm pin mới này có khả năng dán lên nhiều bề mặt khác nhau, ví dụ như cánh buồm trên một tàu chạy trên biển, lều che sử dụng trong hoạt động khắc phục thiên tai, hoặc thậm chí cánh của các thiết bị bay không người lái.

Để tạo ra những tấm pin mặt trời này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các vật liệu nano được in ấn dưới dạng mực điện tử. Tiếp theo, họ đã tìm kiếm một lớp nền nhẹ, linh hoạt và chắc chắn để gắn kết những tấm pin mỏng hơn cả sợi tóc này, tạo ra tính dễ dàng lắp đặt và khả năng chống rách tốt hơn. Cuối cùng, họ đã tìm ra Dyneema, một loại vải tổng hợp chỉ nặng 13 gram mỗi mét vuông, là vật liệu lý tưởng để gắn kết những tấm pin này.

Pin mặt trời truyền thống sẽ biến mất trong tương lai?

Khi thực hiện các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát hiện ra tấm pin mặt trời vải có khả năng tạo ra 730 W điện trên mỗi kg khi hoạt động độc lập. Nếu triển khai trên bề mặt vải Dyneema siêu bền, pin có thể sản xuất khoảng 370 W trên mỗi kg, tức là công suất trên mỗi kg cao hơn khoảng 18 lần so với pin mặt trời truyền thống.

Mayuran Saravanapavanantham, đồng tác giả nghiên cứu và nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật điện và khoa học máy tính tại MIT, cho biết: "Một hệ thống năng lượng mặt trời trên mái nhà tiêu biểu tại Massachusetts có công suất khoảng 8.000 W. Để đạt được cùng lượng điện, tấm pin mặt trời mỏng của chúng tôi chỉ tăng thêm khoảng 20 kg trên mái nhà".

Nhóm chuyên gia đã thử nghiệm độ bền của tấm pin và kết quả cho thấy, sau khi cuộn và mở tấm pin mặt trời vải hơn 500 lần, chúng vẫn giữ được hơn 90% khả năng sản xuất điện ban đầu.

Mặc dù nhẹ và linh hoạt hơn đáng kể so với pin truyền thống, tấm pin mặt trời mới cần được bọc trong một lớp vật liệu khác để bảo vệ khỏi các yếu tố môi trường. Tuy nhiên, vật liệu hữu cơ dựa trên carbon được sử dụng để sản xuất pin có thể thay đổi khi tương tác với độ ẩm và oxy trong không khí, dẫn đến sự suy giảm hiệu suất.

Jeremiah Mwaura, một nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Điện tử thuộc MIT, cho biết: "Việc bọc tấm pin mặt trời trong lớp kính nặng, tương tự như pin mặt trời silicon truyền thống, sẽ làm giảm đi giá trị của sự đột phá mới này. Do đó, chúng tôi đang phát triển các giải pháp bọc gói siêu mỏng, chỉ tăng một chút trọng lượng của những thiết bị siêu nhẹ hiện có".

Anh Chi/Theo Inhabitat