Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy (NTNU) đã phát triển một phương pháp sản xuất pin mặt trời hiệu quả cực cao bằng cách sử dụng dây bán dẫn kích thước nano. Nếu những sợi dây này được phủ bên trên pin mặt trời bằng silicon truyền thống, nó có khả năng tăng  hiệu suất của pin mặt trời hiện nay gấp đôi với chi phí thấp.

Chúng tôi sử dụng phương pháp mới sử dụng vật liệu gallium arsenide (GaAs) một cách rất hiệu quả thông qua cấu trúc nano, nhờ đó có thể tạo ra pin mặt trời hiệu suất cao hơn nhiều khi chỉ sử dụng một phần vật liệu mọi khi sử dụng", Anjan Mukherjee, Ph Ứng cử viên .D tại Khoa Hệ thống Điện tử. Mukherjee là nhà phát triển chính của kỹ thuật này cho biết.

Gallium arsenide (GaAs) là vật liệu tốt nhất để tạo ra các tấm pin năng lượng mặt trời hiệu quả cao nhờ khả năng hấp thụ ánh sáng khác thường và tính chất điện. Nó thường được sử dụng để làm các tấm pin mặt trời sử dụng chủ yếu ngoài trời.    

Tuy nhiên, việc chế tạo các thành phần pin mặt trời sử dụng GaAs chất lượng cao khá đắt tiền, do đó đã nảy sinh các giải pháp kỹ thuật để không phải tốn kém nhiều vật liệu.

Trong những năm gần đây, người ta thấy rằng cấu trúc dây bán dẫn nano có thể nâng cao hiệu quả sử dụng pin mặt trời so với pin mặt trời phẳng tiêu chuẩn, ngay cả khi sử dụng ít vật liệu hơn.

Giáo sư Helge Weman cho biết: “Nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã tìm ra một phương pháp mới để tạo ra một loại pin mặt trời có tỷ lệ công suất trên trọng lượng rất cao, hiệu quả cao hơn 10 lần so với bất kỳ loại pin mặt trời nào khác, bằng cách sử dụng GaAs trong một cấu trúc dây nano tại Khoa Hệ thống Điện tử tại NTNU.

Phương pháp tiên phong

Các pin năng lượng mặt trời GaAs thường được tạo trên chất nền GaAs dày và đắt tiền mà khoảng trống còn lại không nhiều để giảm chi phí.

Weman cho biết: “Phương pháp của chúng tôi sử dụng cấu trúc dãy dây nano bán dẫn xếp hàng thẳng đứng trên nền Si rẻ tiền và thuận lợi để phát triển các dây nano”.

Việc phát triển công nghệ này có thể dễ dàng và đem lại hiệu quả về chi phí với các khoản đầu tư thích hợp và các dự án R&D quy mô công nghiệp.

"Chúng tôi phát triển các dây nano bằng cách sử dụng một phương pháp gọi là MBE (biểu mô chùm tia phân tử ), đây không phải là một công cụ có thể sản xuất vật liệu với khối lượng lớn. Tuy nhiên, có thể sản xuất các pin năng lượng mặt trời dựa trên dây nano này ở quy mô lớn bằng cách sử dụng ở quy mô công nghiệp - công cụ quy mô như MOCVD (lắng đọng hơi hữu cơ kim loại), "Mukherjee nói.

Tích hợp dây bán dẫn nano lên trên pin Si có thể cải thiện hiệu suất pin mặt trời lên tới 40% - có nghĩa là tăng gấp đôi hiệu suất khi so sánh với pin mặt trời Si thương mại hiện nay.

Nguồn: https://techxplore.com/