Nghiên cứu của Đại học Nam Kinh phát triển lớp phủ không màu cho cửa sổ, dẫn ánh sáng mặt trời vào tế bào quang điện ở cạnh để tạo ra điện. Công nghệ đạt hiệu suất 18,1% trong điều kiện thực tế, truyền 64,2% ánh sáng nhìn thấy và giữ nguyên độ chính xác màu 91,3%.
Điểm nổi bật:
- Lớp phủ trong suốt (CUSC) biến cửa sổ thành tấm năng lượng mặt trời mà không ảnh hưởng độ trong suốt.
- Công nghệ sử dụng tinh thể lỏng cholesteric để hướng ánh sáng đến các tế bào quang điện gắn ở cạnh cửa sổ.
- Hiệu suất của công nghệ đạt tối đa 38,1% với tia laser xanh và 18,1% trong điều kiện thực tế.
- Lớp phủ cho phép truyền 64,2% ánh sáng nhìn thấy và duy trì độ chính xác màu 91,3%.
- Mẫu thử nghiệm 1 inch có khả năng cấp điện cho quạt nhỏ, mở ra hướng thương mại hóa.
Lớp phủ không màu biến cửa sổ thành pin mặt trời
Nhóm nghiên cứu từ Đại học Nam Kinh (Trung Quốc) đã phát triển thành công một mẫu thử nghiệm nhỏ sử dụng lớp phủ trong suốt mới, có thể biến bất kỳ khung cửa sổ tiêu chuẩn nào thành bảng điều khiển năng lượng mặt trời – đồng thời vẫn giữ được độ trong suốt cao của kính.
Kỹ thuật này, được gọi là “bộ tập trung quang học sai phân một chiều không màu” (CUSC), dẫn một phần photon ánh sáng mặt trời đến các tế bào quang điện gắn ở cạnh cửa sổ để chuyển hóa thành điện, trong khi phần ánh sáng còn lại xuyên qua bình thường.
Đội ngũ nghiên cứu cho biết phương pháp CUSC là bước tiến trong việc tích hợp công nghệ năng lượng mặt trời vào môi trường xây dựng mà không làm ảnh hưởng đến thẩm mỹ. Nó cung cấp một chiến lược thiết thực và có khả năng nhân rộng để giảm carbon và tự chủ năng lượng.
Các thử nghiệm cho thấy lớp phủ cho phép truyền 64,2% ánh sáng nhìn thấy và duy trì độ chính xác màu 91,3%. Trong kiểm nghiệm với tia laser màu xanh – bước sóng mà mắt người nhạy cảm nhất – công nghệ đạt hiệu suất tối đa 38,1%. Dưới điều kiện ánh sáng tự nhiên, hiệu suất tổng thể là 18,1%.
Mẫu thử nghiệm 1 inch đã thu đủ năng lượng để vận hành một chiếc quạt nhỏ. Việc mở rộng quy mô lên cửa sổ kích thước tiêu chuẩn có thể tạo ra một lượng điện đáng kể.
Vì lớp phủ có thể phủ lên các cửa sổ thông thường mà không cần thay đổi nhiều về cấu trúc, nhóm nghiên cứu hy vọng giải pháp này sẽ mang tính thương mại cao – dù vẫn còn nhiều việc phải hoàn thiện. Họ đề xuất cải tiến vật liệu và quy trình để nâng cao độ ổn định, cũng như tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng, hiện mới đạt khoảng 3,7% tổng năng lượng mặt trời thu được.
Đánh giá tiềm năng cho thị trường Việt Nam
Công nghệ lớp phủ cửa sổ năng lượng mặt trời CUSC mở ra cơ hội lớn cho các tòa nhà cao tầng và văn phòng ở đô thị Việt Nam, nơi diện tích mái hạn chế. Với khả năng biến các cửa sổ hiện có thành nguồn phát điện mà vẫn giữ nguyên tính thẩm mỹ, giải pháp này có thể hỗ trợ tích hợp năng lượng tái tạo vào hệ thống điện thành phố. Việc áp dụng rộng rãi sẽ giúp giảm nhu cầu sử dụng điện lưới, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu làm mát và chiếu sáng tăng cao. Đối với Việt Nam, nơi có cường độ bức xạ mặt trời dồi dào, công nghệ này rất phù hợp để tận dụng bề mặt kính trong kiến trúc hiện đại. Công tác sản xuất và lắp đặt cần được đồng bộ để đảm bảo chi phí hợp lý, khuyến khích các doanh nghiệp và chủ đầu tư áp dụng.
