Một nghiên cứu trên PhotoniX trình bày lớp phủ tinh thể lỏng cholesteric (CLC) không màu nhiều lớp, tạo bộ tập trung năng lượng mặt trời dọc mép kính giúp dẫn ánh sáng đến tế bào quang điện. Bản mẫu 2,5 cm chạy quạt 10 mW, tiềm năng tăng thu gấp 50 lần nhưng cần thử kháng thời tiết.
Điểm nổi bật:
- Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển lớp phủ tinh thể lỏng cholesteric (CLC) không màu để phản xạ và chuyển hướng ánh sáng.
- Nhiều lớp CLC tạo thành bộ tập trung năng lượng mặt trời một chiều (CUSC), dẫn ánh sáng đến mép kính.
- Mẫu CUSC 2,5 cm đường kính cấp điện cho quạt 10 mW ngoài trời.
- Công nghệ có thể nhân năng lượng thu được gấp 50 lần trên cửa sổ tiêu chuẩn.
- Cần nghiên cứu thêm khả năng chống chịu mưa, tuyết, phân chim và vệ sinh.
Một nghiên cứu trên PhotoniX trình bày lớp phủ tinh thể lỏng cholesteric (CLC) không màu nhiều lớp, tạo bộ tập trung năng lượng mặt trời dọc mép kính giúp dẫn ánh sáng đến tế bào quang điện. Bản mẫu 2,5 cm đã cấp điện cho quạt 10 mW, tiềm năng tăng thu gấp 50 lần nhưng cần thử nghiệm khả năng chống chịu thời tiết.
Điểm nổi bật:
- Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển lớp phủ tinh thể lỏng cholesteric (CLC) không màu để phản xạ và chuyển hướng ánh sáng.
- Nhiều lớp CLC tạo thành bộ tập trung năng lượng mặt trời một chiều (CUSC), dẫn ánh sáng đến mép kính.
- Mẫu CUSC 2,5 cm đường kính cấp điện cho quạt 10 mW ngoài trời.
- Công nghệ có thể nhân năng lượng thu được gấp 50 lần trên cửa sổ tiêu chuẩn.
- Cần nghiên cứu thêm khả năng chống chịu mưa, tuyết, phân chim và vệ sinh.
(Ảnh: © Philippe LEJEANVRE/Getty Images)
Các nhà khoa học ở Trung Quốc đã phát triển một phương pháp mới thu năng lượng mặt trời bằng cách phủ lên cửa sổ một lớp trong suốt nhằm dẫn năng lượng từ ánh sáng xung quanh đến mép kính — nơi có thể thu và lưu trữ.
Với nhu cầu năng lượng toàn cầu ngày càng tăng, cần có công nghệ mới để tích hợp thu năng lượng vào kiến trúc. Chi phí lắp đặt pin mặt trời đã giảm mạnh kể từ năm 2010, dẫn đến hơn bốn triệu hệ thống tại Mỹ. Xu hướng này dự kiến tiếp tục, nhưng ta có thể cải thiện việc khai thác năng lượng mặt trời bằng cách tận dụng cửa sổ tòa nhà.
Các cửa sổ phát điện mặt trời hiện nay sử dụng tế bào silicon vô định hình, gallium arsenide, quang điện hữu cơ hoặc các phương pháp khác, nhưng chúng đắt và kém hiệu quả, chỉ thu được tối đa 20% ánh sáng. Hơn nữa, hiệu ứng tráng màu của cửa sổ quang điện làm giảm độ sáng bên trong phòng, không mong muốn vào mùa đông, và gây biến dạng tầm nhìn.
Các nhà khoa học từ Đại học Nam Kinh ở Trung Quốc đã phát triển tinh thể lỏng cholesteric (CLC) — một chất lỏng không màu có cấu trúc xoắn ốc để phản xạ ánh sáng. CLC thường dùng trong nhiệt kế và hiển thị màu.
Nhiều lớp CLC được xếp chồng tạo thành bộ tập trung năng lượng mặt trời một chiều không màu (CUSC). CUSC dẫn ánh sáng đến mép kính, nơi tích hợp tế bào quang điện silicon.
Kỹ sư áp dụng lớp phủ thông qua quy trình làm sạch nghiêm ngặt, sử dụng sóng âm tần số cao để loại bỏ tạp chất trên kính.
Trong thử nghiệm, năm lớp CLC được phủ lên kính đường kính 2,5 cm. Mẫu CUSC này đã cấp điện cho một quạt 10 mW ngoài trời ở Nam Kinh trong mùa hè.
Công nghệ này dự kiến hiệu quả nhất ở các thành phố gần xích đạo, nơi có nhiều nắng quanh năm. Ảnh hưởng của lớp phủ đến việc sưởi ấm tự nhiên trong phòng vẫn chưa rõ.
Các tác giả cũng đề cập đến xu hướng siêu cao tầng. Tuy nhiên, kiến trúc này chỉ giới hạn ở các đô thị lớn và Trung Quốc đã ban hành hạn chế chiều cao đối với toà nhà mới trên 250 m.
Việc ứng dụng CUSC có thể nhân năng lượng thu được gấp 50 lần trên cửa sổ 2 m. Song cần thử nghiệm thêm để đánh giá hiệu suất khi mở rộng quy mô và khả năng chống chịu mưa, tuyết, phân chim hay vệ sinh kính. Lớp bảo vệ nếu có thể gây ảnh hưởng đến hiệu quả thu.
Bất kể, CUSC là bước tiến quan trọng trong thu năng lượng mặt trời cho tòa nhà và có thể đóng góp vào thị trường năng lượng tái tạo nếu công nghệ được phát triển thêm.
