Như chúng ta đã biết, pin quang điện chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành điện. Mặc dù đã có nhiều cải tiến nhằm tăng hiệu suất của công nghệ quang điện nhưng kết quả vẫn chưa thực sự khả quan. Các kỹ sư tại Đại học Stanford đã phát hiện ra phương pháp sử dụng năng lượng mặt trời hiệu quả gấp ba lần so với hiện tại.
Theo báo cáo từ Đại học Stanford cho biết, thay vì chỉ dựa trên hiện tượng quang điện gây nên bởi các photon ánh sáng, công nghệ mới có tên Photon Enhanced Thermionic Emission hay PETE, tạm dịch là quá trình kích thích photon thải nhiệt sẽ cùng một lúc kết hợp giữa ánh sáng và nhiệt từ bức xạ mặt trời để tạo ra điện.
Không giống như các công nghệ thông thường được sử dụng trong các tấm pin mặt trời kém hiệu quả hơn, cần lượng nhiệt nhiều hơn, phương pháp này có thể chuyển đổi nhiệt từ mặt trời thành năng lượng đồng thời hấp thụ ánh sáng cùng lúc, vượt qua tất cả các công nghệ chuyển đổi quang điện và nhiệt hiện tại.
-
- Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng nếu phủ một lớp kim loại Xêzi lên vật liệu bán dẫn bên trong pin quang điện, pin sẽ có thể sử dụng cả ánh sáng lẫn nhiệt để sản sinh ra điện.
Nick Melosh, phó giáo sư khoa học và kỹ thuật vật liệu, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết: "Đây thực sự là một bước đột phá về mặt khái niệm, một phương pháp chuyển đổi năng lượng mới, không chỉ là một vật liệu mới hay một sự khác biệt nhỏ. Nó thực sự là một điều khác biệt từ cơ bản về cách thu nhận năng lượng".
Do khả năng chuyển đổi cả ánh sáng và nhiệt, hệ thống này có thể có hiệu suất tối đa từ 50 đến 60 phần trăm và hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ cao trên 200 độ C.
Ông Melosh cho biết: "Đầu tiên, ánh sáng sẽ chiếu vào thiết bị PETE, chúng tôi sẽ tận dụng cả ánh sáng tới và nhiệt mà nó tạo ra, sau đó chúng tôi sẽ truyền nhiệt vào các hệ thống chuyển đổi nhiệt hiện có. Vì vậy, quy trình PETE có hai lợi ích thực sự lớn trong sản xuất năng lượng so với công nghệ thông thường".
Các nhà phát triển hy vọng sẽ tương thích được thiết bị PETE với các hệ thống hiện có để việc chuyển đổi có thể ít tốn kém hơn.
Hệ thống PETE dự kiến sẽ giảm chi phí sản xuất khi nó được sử dụng trong các hệ thống tập trung năng lượng mặt trời. Giáo sư Melosh cho biết: ‘’Với mỗi thiết bị, chúng tôi tính toán chỉ cần sử dụng một tấm vật liệu kích thước chỉ 6 inch (15,24 cm) thay vì cần các tấm silicon năng lượng mặt trời lớn’’.
Chi phí vật liệu cao luôn là một trở ngại trong ngành năng lượng mặt trời, nhưng với việc phát minh ra thiết bị PETE, sản xuất năng lượng mặt trời sẽ dễ dàng hơn.
Melosh cho biết: "Phương pháp PETE thực sự là một đột phá lớn mang lại tính khả thi cho ngành năng lượng mặt trời. Ngay cả khi chúng tôi không đạt được hiệu quả hoàn hảo. Chẳng hạn, chúng tôi tăng 10% hiệu quả của chuyển đổi năng lượng mặt trời, từ hiệu suất 20% lên 30%, thì hiệu quả toàn bộ cũng tăng 50%".
Các nhà nghiên cứu cho biết, với sự đột phá về hiệu quả sản xuất, năng lượng mặt trời thực sự có thể cạnh tranh với năng lượng hóa thạch.
Nguyễn Can (tổng hợp)
Theo The Epoch Times/tietkiemnangluong
