Công nghiệp khai thác tế bào năng lượng Mặt trời đang ở đỉnh cao của một cuộc cách mạng, và mới đây, các nhà nghiên cứu đã tìm ra một phương pháp mới để thúc đẩy hiệu quả và giúp tái tạo lại ánh sáng.

Cụ thể, giới chuyên gia đã xem xét những đặc tính của vật liệu perovskites heli chì lai - nhóm những vật liệu được sử dụng để tạo sóng trong công nghệ năng lượng Mặt trời. Qua đó, họ còn chỉ ra khả năng của vật liệu này trong việc hấp thụ năng lượng Mặt trời, tạo ra dòng điện trở và sau đó tự sản xuất ra năng lượng ánh sáng.

Chưa dừng lại ở đó, các nhà khoa học còn chứng minh rằng, những tấm pin Mặt trời này có thể sản xuất với giá thành rẻ bằng các chất liệu tổng hợp, từ đó tăng tính khả thi trong việc sản xuất kinh doanh thương mại sản phẩm này.

Được biết, pin Mặt trời hoạt động nhờ hấp thụ năng lượng ánh sáng - photon – từ Mặt trời, chuyển đổi năng lượng này thành điện tích và sau đó truyền điện tích tới điện cực để giúp sản sinh năng lượng điện cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau.

Vật chất perovskites heli chì lai được biết đến nhờ khả năng thực hiện công việc một cách hiệu quả. Tuy nhiên, theo Deschler vật chất này còn có khả năng "tuyệt" hơn thế - chúng có thể phát ra ánh sáng sau khi tạo ra điện tích và hấp thụ lại năng lượng ánh sáng ngay sau đó.

Kết quả là, pin Mặt trời hoạt động như một bộ tập trung, có khả năng sản xuất nhiều năng lượng hơn để tăng lượng điện áp hấp thụ được từ một lượng ánh sáng nhất định. Loại pin mới này hiệu quả hơn những tấm pin được chế tạo từ vật liệu không có khả năng tái chế.

Deschler nhận định: "Tầm quan trọng của vấn đề này nằm ở chỗ những ghi nhận hiện tại về hiệu quả của pin photon chỉ vào khoảng 20-21%, trong khi giới hạn tối đa có thể lên tới 33%. Và phát hiện mới này sẽ mở đường cho việc đạt tới giới hạn tối đa đó".

Được biết, William Shockley và Hans Queisser đã đưa ra lý thuyết về nhiệt động lực học đã chỉ ra hiệu suất năng lượng mặt trời có thể lên tới 33% vào năm 1961. Họ nhận định rằng, con số này rất khó có thể vượt qua.

Nếu những tạp chất tồn tại trong cấu trúc tinh thể, vật liệu sẽ trở nên hỗn tạp và rất khó hấp thụ ánh sáng. Tuy nhiên, việc loại bỏ những tạp chất sẽ giúp hiệu quả hấp thụ ánh sáng cao và trở nên dễ dàng hơn.

Các chuyên gia hi vọng rằng, nghiên cứu mới này sẽ không chỉ là bước tiến mới giúp chúng ta có thể chạm tới số trần của hiệu suất năng lượng Mặt trời mà còn mở ra hướng đi mới về nghiên cứu vật liệu và tận dụng năng lượng Mặt trời hiệu quả hơn.

Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Science.