Pin năng lượng mặt trời mỏng hơn sợi tóc sẽ sớm xuất hiện ở khắp mọi nơi

Một trong những lý do khiến nhiều người cho rằng năng lượng quang điện mặt trời sẽ chiếm lĩnh thế giới là bởi nó có thể mở rộng theo những cách mà không một nguồn năng lượng nào khác có thể.

Các tấm pin năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để xây dựng các nhà máy điện hàng trăm Megawatt, hoặc được thu nhỏ xuống mức ít người nghĩ đến.

Cụ thể là nhỏ đến mức nào? Nếu chúng tôi nói rằng nhỏ hơn cả bề ngang của một sợi tóc thì sao?

Các nhà khoa học Hàn Quốc đã tạo ra được các cell pin năng lượng mặt trời chỉ dày có 1 micromet, tức là mỏng hơn hàng trăm lần so với hầu hết các tấm pin năng lượng mặt trời và chỉ mỏng bằng một nửa so với các tấm phim năng lượng mặt trời khác.

Các tấm pin này có thể được tích hợp lên hầu như mọi thứ.

Các cell pin này được tạo thành bởi Gallium Arsenide với vai trò chất bán dẫn, được "hàn lạnh" trực tiếp lên một vật chất kim loại mà không cần dùng đến bất kỳ chất kết dính nào. Đáng chú ý hơn, chúng có thể tạo ra năng lượng gần bằng với các cell pin năng lượng mặt trời dày hơm, trong khi có thể cuốn lại thành một ống hình trụ có bán kính chỉ 1,4mm.

Với độ mỏng như thế này, các tấm pin năng lượng mặt trời này có thể được tích hợp vào mọi loại phụ kiện có thể mặc được, như quần áo, gương đeo, mũ hay balo nhằm cung cấp nguồn điện liên tục cho các thiết bị điện tử của chúng ta. Nói chính xác hơn, các tấm pin này có thể được tích hợp lên hầu như mọi thứ.

Tuy nhiên đây không phải là cell pin năng lượng mặt trời mỏng nhất từng được chế tạo. Hồi tháng 2/2016, các nhà nghiên cứu tại MIT đã tạo ra các cell năng lượng mặt trời nhỏ và nhẹ đến mức chúng có thể được đặt lên một bong bóng xà phòng mà không làm bể nó. Một nhà nghiên cứu trong nhóm này đã cho biết mấu chốt để làm được điều này là phải làm các cell pin năng lượng mặt trời, vật chất hỗ trợ nó, và một tấm phủ bảo vệ nó khỏi các tác động môi trường trong cùng một quá trình. Vật chất hỗ trợ được tạo ra trong quá trình sản xuất cell pin và không bao giờ cần phải xử lý, chùi rửa hay tháo bỏ khỏi vùng chân không trong quá trình lắp ráp, giúp giảm thiểu khả năng bị ảnh hưởng bởi bụi hay các vật chất khác có thể làm giảm hiệu năng của pin.

Quá trình sản xuất cell pin siêu mỏng này được thực hiện trong một buồng chân không ở nhiệt độ phòngphòng, không cần bất kỳ dung môi nào hay nhiệt độ cao vốn cần thiết để tạo ra các tấm pin năng lượng mặt trời truyền thống. Các nhà nghiên cứu cho biết quá trình lắp ráp này có thể được áp dụng cho nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm cả các chấm lượng tử hay các perovskite - các tấm pin năng lượng mặt trời đủ nhỏ và trong suốt để gắn lên các cửa sổ hay các vật liệu xây dựng.

Perovskite.

Tất nhiên, đây cũng mới chỉ là các phát kiến khoa học, và con đường từ phát kiến khoa học đến các sản phẩm thương mại là rất dài, còn nhiều khó khăn thử thách.

Nhưng xu hướng về cải tiến nguồn năng lượng mặt trời thì đã quá rõ ràng. Các cell pin đang ngày một nhỏ hơn và linh hoạt hơn, sở dụng các công nghệ lắp ráp mới tốn ít tài nguyên hơn. Tuy vậy hiện chúng vẫn rất đắt đỏ, phải nói là siêu đắt và sẽ không giảm trong thời gian ngắn sắp tới. Cuối cùng thì những phương thức mới này cũng sẽ được tung ra thị trường và được nhân rộng lên. Khi chúng được nhân rộng lên, chi phí mới có thể giảm xuống được.

Quang điện (PV) là một loại công nghệ khác biệt so với bất kỳ loại công nghệ năng lượng nào khác. Nó có thể thay đổi cách mà chúng ta nhìn vào năng lượng, từ một thứ đòi hỏi phải được tạo ra tại một địa điểm có định thành một thứ chúng ta có thể "thu hoạch" mọi lúc mọi nơi. Các cell pin năng lượng mặt trời giá rẻ, nhỏ gọn và linh hoạt có thể được tích hợp vào các loại vật liệu xây dựng, đường xá, cầu cống, bãi đậu xe, phương tiện giao thông, quần áo và cả lên da của chúng ta.

Từng cell pin tí hon này sẽ không sản xuất được một lượng lớn năng lượng, nhưng bù lại chúng sẽ có thể có mặt ở khắp mọi nơi. Và khi ánh sáng mặt trời khuếch tán vào trong cơ sở hạ tầng, các phương thức lưu trữ và quản lý năng lượng cũng sẽ thay đổi theo.

Sẽ đến lúc toàn bộ môi trường của nền văn minh loài người sẽ trở thành một cỗ máy thu hoạch và quản lý năng lượng khổng lồ. Hệ thống năng lượng sẽ không còn là một thứ gì đó dựa vào cơ sở hạ tầng, mà là một phần và có thể nằm rải rác trên nhiều cơ sở hạ tầng khác nhau. Hầu hết hoặc toàn bộ năng lượng mà các cư dân thành thị cần sẽ tồn tại trong một mạng lưới liên tục và luôn "chảy" quanh họ.

Nghe có vẻ như khoa học viễn tưởng. Nhưng chắc chắn rằng những đứa trẻ được sinh ra ngày nay sẽ lớn lên và chứng kiến điều đó xảy ra.