Quá trình chuyển đổi năng lượng ở châu Âu nói riêng và trên toàn thế giới nói chung đang thúc đẩy nhu cầu mạnh mẽ về tấm pin năng lượng mặt trời. Bên cạnh hiệu suất tạo năng lượng cao, tính thẩm mỹ cũng là yếu tố đóng vai trò ngày càng quan trọng.
Lấy cảm hứng từ cấu trúc quang tử 3D trên đôi cánh xanh lấp lánh của bướm Morpho, các nhà khoa học tại Viện Hệ thống Năng lượng Mặt trời Fraunhofer ISE của Đức đã phát triển các tấm pin năng lượng mặt trời màu sắc, có thể âm thầm hoà mình vào vẻ bề ngoài của các tòa nhà trong khi vẫn duy trì hiệu suất cao.
Các tấm pin năng lượng mặt trời với màu sắc hài hoà có thể tô điểm cho mái nhà hoặc mặt tiền của một tòa nhà. Ảnh: Fraunhofer ISE
Nghiên cứu do các nhà khoa học của Fraunhofer ISE thực hiện đã tái tạo thành công các thành phần quang tử 3D trên vảy cánh bướm để đạt được hiệu ứng tương đương về hiệu suất của tấm pin quang năng. Phương pháp này tạo ra màu sắc bền bỉ đồng thời ngăn ngừa lãng phí năng lượng, do đó thể hiện sự tiến bộ lớn về hiệu suất và diện mạo.
Theo Tiến sĩ Thomas Kroye, người đứng đầu nghiên cứu, cánh bướm Morpho chứa các hiệu ứng nhiễu xạ ít tổn thất, cho phép các cấu trúc 3D quang tử của chúng tạo ra màu sắc ổn định và tươi sáng.
Nhóm nghiên cứu đã áp dụng cấu trúc tương tự cho các lớp phủ bằng kính trên tấm pin năng lượng mặt trời, cho phép họ tạo ra các tấm pin màu cải tiến mà không ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của chúng.
Cánh của bướm Morpho dưới kính hiển vi. Ảnh: CGTN
Các tấm pin năng lượng mặt trời cải tiến có thể được sản xuất với nhiều màu sắc khác nhau. Ảnh: Fraunhofer ISE
Bướm Morpho trong một bộ sưu tập mẫu vật. Ảnh: KQED
Công nghệ MorphoColor® nổi bật vì nó mang lại hiệu suất cao trong khi vẫn đảm bảo tính thẩm mỹ trong một hệ thống duy nhất. Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy, hiệu suất của các tấm pin năng lượng mặt trời được phủ MorphoColor® bằng khoảng 95% so với các tấm pin truyền thống.
Theo Tiến sĩ Oliver Höhn, nhà nghiên cứu tại Fraunhofer ISE, công nghệ này có tính linh hoạt cao vì nó hoạt động với mọi công nghệ năng lượng mặt trời phổ biến có trên thị trường, hoặc sẽ có trong tương lai, và có thể được sản xuất công nghiệp với giá thành rẻ.
Công nghệ này dễ dàng thích ứng với nhiều ứng dụng, cho phép áp dụng rộng rãi trong mặt tiền các công trình xây dựng và phương tiện. Nhờ vậy, công nghệ năng lượng mặt trời nhận được sự ủng hộ nhiệt tình hơn từ các kiến trúc sư vì khả năng hòa hợp với kết cấu tòa nhà.
Tấm pin năng lượng mặt trời áp dụng công nghệ MorphoColor®. Ảnh: Fraunhofer ISE
Các ứng dụng công nghệ tiềm năng của sáng kiến này có thể mở rộng sang thiết bị điện tử tiêu dùng, ví dụ như giúp phát triển điện thoại thông minh và thiết bị đeo chạy bằng năng lượng mặt trời.
Tóm lại, có thể nói, năng lượng sạch đã trở nên hữu ích hơn bao giờ hết thông qua sự tiến bộ của việc tích hợp năng lượng mặt trời vào các vật dụng thông thường như vậy.
Minh Đức (Theo Ecoticias, PV Magazine)
