Các tế bào quang năng nano nâng cao mức hiệu quả

10/07/2013

Các nhà khoa học tại Trung Tâm Khoa Học Nano, học viện Niels Bohr, Đan Mạch và Trường Bách Khoa Tổng Hợp Lausanne, Thụy Sỹ, đã chỉ ra tằng một sợi nano đơn có thể tập trung ánh sáng mặt trời lên đến 15 lần so với cường độ ánh sáng mặt trời bình thường. Kết quả đáng ngạc nhiên là tiềm năng để phát triển một loại tế bào năng lượng mặt trời mới, có hiệu quả cao là rất lớn.

Tinh thể nano có thể được sử dụng như các tế bào quang năng. Trên đây là hình ảnh một SEM- tinh thể nano
trồng trên một chất nền silicon (trái), TEM- dây nano đơn (giữa) và các cột nguyên tử STEM (bên phải)

Do một số lý tính của việc hấp thụ ánh sáng của các dây nano, giới hạn lượng năng lượng chúng ta có thể sử dụng từ ánh sáng mặt trời là cao hơn so với trước đây. Những kết quả này cho thấy tiềm năng to lớn của sự phát triển các tế bào năng lượng mặt trời dựa trên công nghệ dây nano. Tiến sĩ Peter Krogstrup phát biểu về khám phá bất ngờ đã được đăng trên tạp chí Nature Photonics.

Trong những năm gần đây, các nhóm đã tiến hành nghiên cứu cách phát triển và nâng cao chất lượng của các tinh thể nano với cấu trúc hình trụ, đường kính khoảng 0.00001 so với sợi tóc bình thường. Các sợi nano được dự đoán là có tiềm năng rất lớn trong việc phát triển các tế bào năng lượng mặt trời, máy tính lượng tử trong tương lai và cả các sản phẩm điện tử khác.

Con số này cho thấy tia sáng mặt trời được hút vào một dây nano. Ở bước sóng tập trung ánh sáng mặt trời lên đến 15 lần. Do đó, tiềm năng trong việc sử dụng các dây nano trong sự phát triển của các tế bào năng lượng mặt trời trong tương lai là rất lớn.

Các sợi nano sẽ tập trung ánh sáng mặt trời vào một khu vực rất nhỏ trong tinh thể lên đến hệ số 15. Vì đường kính của một tinh thể sợi nano nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng do mặt trời phát ra nên có thể gây ra hiện tượng cộng hưởng trong cường độ ánh sáng mạnh và xung quanh các sợi nano. Như vậy, cộng hưởng có thể tập trung ánh sáng tại nơi mà năng lượng được chuyển đổi, có thể được sử dụng để mang lại hiệu quả đối với ánh sáng mặt trời, ông Peter, người góp phần phát hiện ra hiện tượng này và góp phần nghiên cứu công nghệ tế bào quang năng dựa trên sợi nano nói.

Giới hạn hiệu quả mới

Giới hạn hiệu quả điển hình, cũng được gọi là “Giới hạn Shockley-Queisser”, là một giới hạn đã tạo nên một bước ngoặt lớn đối với tính hiệu quả của các tế bào quang năng trong các nghiên cứu, và hiện tại thì tính hiệu quả ngày càng được nâng cao.

Thanh Thảo (theo phys.org)

Các tế bào quang năng nano nâng cao mức hiệu quả

Điện khí hóa lò cao tiết kiệm năng lượng trong sản xuất thép

National Energy Efficiency Programme - Ministry of Industry and Trade