Vật liệu mới để sản xuất pin mặt trời rẻ hơn, hiệu suất cao hơn
Thứ bảy, 03/12/2011 - 10:45
Pirit, thường được biết tới với cái tên “khoáng sản màu vàng” hiện đang giúp các nhà nghiên cứu tại Đại học bang Oregon (OSU) phát minh ra những hợp chất có thể tạo ra phương pháp sản xuất mới, tiết kiệm và giàu tiềm năng cho ngành năng lượng mặt trời.
Pirit, thường được biết tới với cái tên “khoáng sản màu vàng” hiện đang giúp các nhà nghiên cứu tại Đại học bang Oregon (OSU) phát minh ra những hợp chất có thể tạo ra phương pháp sản xuất mới, tiết kiệm và giàu tiềm năng cho ngành năng lượng mặt trời.
Những hợp chất mới này không giống như một số vật liệu sản xuất pin mặt trời từ các nguyên tố quý hiếm hay độc hại. Chúng không độc hại và có thể được chế biến từ một vài nguyên tố sẵn có trên Trái Đất. Phát hiện về các hợp chất này được xuất bản trên tờ Advanced Energy Materials, một tạp chí chuyên ngành.
Kết quả này thoạt nghe có vẻ khó tin
Douglas Keszler, một giáo sư hóa học lỗi lạc tại OSU phát biểu: “Chúng tôi đã biết từ lâu rằng pirit có thể sử dụng trong ngành năng lượng mặt trời, nhưng đã không tìm ra phương pháp thực sự. Chúng tôi không biết tại sao, vì vậy chúng tôi quyết định tìm một hướng khác. Trong quá trình này, chúng tôi đã phát hiện ra một vài vật liệu khác tương tự pirit với những lợi thế vượt bậc và không có bất cứ trục trặc nào.”
Ông nói thêm: “Chúng tôi vẫn tiếp tục làm việc để liên kết các vật liệu này thành những tấm pin mặt trời thực sự. Nhưng về cơ bản, phương pháp này hứa hẹn sẽ thành công. Đây thực sự là cách tiếp cận mới trong nghiên cứu về “khoáng sản màu vàng.”
Người ta đã muốn sử dụng pirit trong ngành năng lượng mặt trời bởi nó có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời rất lớn, là nguyên tố sẵn có và có thể sử dụng dưới dạng lớp mỏng hơn 2000 lần so với các nguyên tố khác như silicon. Tuy nhiên, nguyên tố này đã không hiệu quả trong việc chuyển năng lượng mặt trời thành điện năng.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà khoa học đã phát hiện ra nguyên nhân của vấn đề. Trong quá trình sản xuất pin mặt trời, vốn cần một lượng nhiệt rất lớn, pirit bắt đầu phân hủy và chuyển thành một chất ngăn cản sự tạo ra dòng điện. Dựa vào những hiểu biết này, nhóm nghiên cứu sau đó đã tìm ra các hợp chất có các khả năng giống như pirit nhưng không phân hủy. Một trong số đó là hợp chất sunfit sắt – silicon.
Giáo sư Keszler nói: “Sắt gần như là nguyên tố rẻ nhất có thể lấy từ thiên nhiên, sau đó là silicon và lưu huỳnh thì hầu như miễn phí. Hợp chất này sẽ ổn định, an toàn và không bị phân hủy. Chúng tôi đang trong quá trình tạo ra một loại vật liệu mới cho ngành năng lượng mặt trời.”
Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia ở Colorado, cùng hợp tác trong nghiên cứu này sẽ tiếp tục phát triển vật liệu này và tìm ra những chất tốt hơn trong cùng nhóm.
Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh việc tìm kiếm những vật liệu hiệu suất cao và thân thiện với môi trường cho ngành năng lượng mặt trời là vô cùng cần thiết cho sự phát triển tương lai của ngành này.
Giáo sư Keszler phát biểu: “Giá trị của một vật liệu là ở tính sẵn có, khả năng tiết kiệm chi phí và có thể sản xuất pin mặt trời hiệu suất cao. Đó là điều chúng ta cần để đẩy mạnh sử dụng năng lượng mặt trời”.
Những hợp chất mới này không giống như một số vật liệu sản xuất pin mặt trời từ các nguyên tố quý hiếm hay độc hại. Chúng không độc hại và có thể được chế biến từ một vài nguyên tố sẵn có trên Trái Đất. Phát hiện về các hợp chất này được xuất bản trên tờ Advanced Energy Materials, một tạp chí chuyên ngành.
Kết quả này thoạt nghe có vẻ khó tin
Douglas Keszler, một giáo sư hóa học lỗi lạc tại OSU phát biểu: “Chúng tôi đã biết từ lâu rằng pirit có thể sử dụng trong ngành năng lượng mặt trời, nhưng đã không tìm ra phương pháp thực sự. Chúng tôi không biết tại sao, vì vậy chúng tôi quyết định tìm một hướng khác. Trong quá trình này, chúng tôi đã phát hiện ra một vài vật liệu khác tương tự pirit với những lợi thế vượt bậc và không có bất cứ trục trặc nào.”
Ông nói thêm: “Chúng tôi vẫn tiếp tục làm việc để liên kết các vật liệu này thành những tấm pin mặt trời thực sự. Nhưng về cơ bản, phương pháp này hứa hẹn sẽ thành công. Đây thực sự là cách tiếp cận mới trong nghiên cứu về “khoáng sản màu vàng.”
Người ta đã muốn sử dụng pirit trong ngành năng lượng mặt trời bởi nó có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời rất lớn, là nguyên tố sẵn có và có thể sử dụng dưới dạng lớp mỏng hơn 2000 lần so với các nguyên tố khác như silicon. Tuy nhiên, nguyên tố này đã không hiệu quả trong việc chuyển năng lượng mặt trời thành điện năng.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà khoa học đã phát hiện ra nguyên nhân của vấn đề. Trong quá trình sản xuất pin mặt trời, vốn cần một lượng nhiệt rất lớn, pirit bắt đầu phân hủy và chuyển thành một chất ngăn cản sự tạo ra dòng điện. Dựa vào những hiểu biết này, nhóm nghiên cứu sau đó đã tìm ra các hợp chất có các khả năng giống như pirit nhưng không phân hủy. Một trong số đó là hợp chất sunfit sắt – silicon.
Giáo sư Keszler nói: “Sắt gần như là nguyên tố rẻ nhất có thể lấy từ thiên nhiên, sau đó là silicon và lưu huỳnh thì hầu như miễn phí. Hợp chất này sẽ ổn định, an toàn và không bị phân hủy. Chúng tôi đang trong quá trình tạo ra một loại vật liệu mới cho ngành năng lượng mặt trời.”
Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia ở Colorado, cùng hợp tác trong nghiên cứu này sẽ tiếp tục phát triển vật liệu này và tìm ra những chất tốt hơn trong cùng nhóm.
Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh việc tìm kiếm những vật liệu hiệu suất cao và thân thiện với môi trường cho ngành năng lượng mặt trời là vô cùng cần thiết cho sự phát triển tương lai của ngành này.
Giáo sư Keszler phát biểu: “Giá trị của một vật liệu là ở tính sẵn có, khả năng tiết kiệm chi phí và có thể sản xuất pin mặt trời hiệu suất cao. Đó là điều chúng ta cần để đẩy mạnh sử dụng năng lượng mặt trời”.
Kim Anh (theo solardaily.com)