Dự án nghiên cứu hợp tác tại đại học Stanford và Phòng thí nghiệm gia tốc quốc gia SLAC dưới sự bảo trợ của Bộ Năng lượng và Cơ quan dự án nghiên cứu tiên tiến (DARPA) đã tìm ra quy trình hoàn toàn mới để đạt được hiệu quả thu nhận năng lượng tốt nhất và khả năng biến đổi năng lượng cao gấp 2 lần các quy trình hiện nay.

Các tế bào năng lượng hiệu quả hơn

Cách tốt nhất để nâng cao hiệu quả của các tế bào quang điện mặt trời là phải thu nhận được toàn bộ nhiệt năng bị lãng phí để dự trữ đồng thời tận dụng nhiệt độ cao đạt được trong quá trình biến đổi.Sử dụng kĩ thuật hiện có bên cạnh các kĩ thuật biến đổi nhiệt và điện là nguyên tắc của loại tế bào mới.

Quy trình đột phá

Trong quy trình mới, các vật liệu bán dẫn được phủ lớp cesi mỏng giúp tận dụng cả ánh sáng và sức nóng của mặt trời để tạo ra điện. Về lý thuyết, ở điều kiện bình thường, việc tận dụng này là không thể xảy ra, thế nhưng, ở nhiệt độ cao, quy trình hoàn toàn có thể thực hiện. Quy trình này được gọi là Quá trình phát photon ở nhiệt độ cao (Photon enhanced thermionic emission – PETE)

Ý tưởng đột phá

Phó Giáo sư Nick Melosh – người lãnh đạo nhóm nghiên cứu nói: “ PETE thật sự là 1 ý tưởng đột phá . Đó là 1 quy trình biến đổi năng lượng mới – không chỉ là 1 vật liệu mới hay sự tinh chỉnh các quy trình đã có.” Quy trình này được hi vọng sẽ giảm chi phí cho các sản phẩm sử dụng năng lượng mặt trời và từ đó cạnh tranh với các sản phẩm sử dụng dầu.

Khai thác điểm yếu tạo nên sức mạnh

Điểm yếu nhất của các tế bào quang điện silicon là hiệu quả giảm nhanh khi tăng nhiệt độ. Thế nhưng điều này lại là điểm mạnh ở PETE. Các thiết bị sử dụng quy trình PETE lại hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ 800°C và tận dụng ánh sáng cùng nhiệt độ cao để thực hiện quá trình chuyển đổi nhiệt.

Hiệu quả tối đa

Quy trình PETE có thể đạt được hiệu quả gấp 3 lần hiệu quả của hệ thống tại các trang trại  sử dụng năng lượng mặt trời ở sa mạc Mojave – Nam California. PGS.Melosh nói: “Quy trình PETE có 2 lợi ích lớn trong sản xuất năng lượng hơn các công nghệ hiện có.”

Giá cả phải chăng

Nhóm nghiên cứu cho rằng quy trình PETE rất đơn giản và kinh tế với việc sử dụng nguyên liệu sẵn có và vì thế năng lượng thu được từ quy trình này dù rất lớn nhưng lại không hề tốn kém.

Mục tiêu của nhóm nghiên cứu

Nhóm nghiên cứu đã công bố bản báo cáo trên tạp chí “ Nature Materials” sau khi các thử nghiệm thành công.Nhóm đã thử nghiệm trên nhiều loại bán dẫn khác nhau như Gali nitrua (GaN), Gali asenua (GaAs) và các vật liệu khác; hiệu quả năng lượng mặt trời thu được tăng 10% tức là toàn bộ quy trình đã đạt hiệu quả tăng 50% so với các quy trình thông thường. PETE chính là thế hệ tế bào năng lượng mặt trời mới xứng đáng được chào đón.

Hương Phạm (theo alternative-energy-news.info)