Làm thế nào để làm mỏng pin mặt trời

Ánh sáng mặt trời là một trong những yếu tố cần thiết cho sự sinh trưởng và sự sống của vạn vật. Nó dường như là vô tận. Vì vậy, năng lượng mặt trời đã trở thành nguồn năng lượng “tương lai” lạc quan nhất sau năng lượng gió và năng lượng nước. Lý do thêm tiền tố “tương lai” là vì năng lượng mặt trời vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Và mặc dù nguồn năng lượng mặt trời có nhiều lợi thế nhưng ngành năng lượng mặt trời trong nước vẫn đang dư thừa do khả năng chuyển đổi năng lượng yếu và tận dụng nguồn tài nguyên không đủ.

Sự phát triển của năng lượng mặt trời có thể bắt nguồn từ giữa thế kỷ 19. Khi đó, việc phát minh ra việc sử dụng năng lượng hơi nước để tạo ra năng lượng điện khiến con người nhận ra rằng nhiệt năng và điện năng có thể chuyển hóa thành nhau, và năng lượng mặt trời là nguồn tạo ra nhiệt năng trực tiếp nhất. Cho đến nay, các tấm pin mặt trời có lẽ được sử dụng rộng rãi nhất trên thị trường dân dụng. Chúng có thể hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi năng lượng bức xạ mặt trời trực tiếp hoặc gián tiếp thành năng lượng điện thông qua hiệu ứng quang điện hoặc hiệu ứng quang hóa.

Hầu hết các sản phẩm điện tử thông minh hiện nay đều sử dụng pin lithium có thể sạc lại. Đặc biệt là các thiết bị điện tử di động, do có trọng lượng nhẹ, di động và có nhiều chức năng ứng dụng nên người dùng không bị hạn chế bởi điều kiện môi trường trong quá trình sử dụng, thời gian hoạt động lâu. Vì vậy, pin lithium đã trở thành lựa chọn phổ biến nhất mặc dù tuổi thọ pin của chúng có điểm yếu.

So với pin lithium, một trong những nhược điểm rõ ràng của pin mặt trời, đó là chúng không thể tách rời khỏi ánh sáng mặt trời. Quá trình chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện được đồng bộ với ánh sáng mặt trời theo thời gian thực. Vì vậy, đối với năng lượng mặt trời chỉ có thể sử dụng vào ban ngày, thậm chí chỉ sử dụng vào những ngày nắng. Tuy nhiên, không giống như pin lithium, chỉ cần được sạc đầy, chúng có thể hoàn toàn thoát khỏi những ràng buộc về thời gian, môi trường và có thể sử dụng linh hoạt.

Khó khăn trong việc “thu hẹp”pin mặt trời

Vì bản thân pin mặt trời không thể lưu trữ năng lượng điện, đây là một lỗi rất lớn đối với các ứng dụng thực tế nên các nhà nghiên cứu đã nảy ra ý tưởng sử dụng pin mặt trời kết hợp với pin dung lượng cực lớn. Pin axit chì là loại hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời được sử dụng phổ biến nhất. Loại pin dung lượng lớn. Sự kết hợp của hai sản phẩm khiến pin mặt trời vốn đã khá lớn lại càng trở nên “lớn” hơn. Nếu muốn áp dụng nó cho thiết bị di động, trước tiên bạn phải trải qua quá trình "thu nhỏ".

Do tốc độ chuyển đổi năng lượng không cao nên diện tích ánh sáng mặt trời của pin mặt trời thường lớn, đây là khó khăn kỹ thuật lớn đầu tiên gặp phải trong hành trình “thu nhỏ” chúng. Giới hạn hiện tại của tỷ lệ chuyển đổi năng lượng mặt trời là khoảng 24%. So với việc sản xuất tấm pin mặt trời đắt tiền, trừ khi nó được sử dụng trên diện rộng, tính thực tế của nó sẽ giảm đi rất nhiều chứ chưa nói đến việc sử dụng trong các thiết bị di động.

Do tỷ lệ chuyển đổi năng lượng không cao nên diện tích ánh sáng mặt trời của pin mặt trời thường lớn hơn.

Làm thế nào để "làm mỏng" pin mặt trời?

Kết hợp pin mặt trời với pin lithium có thể tái chế là một trong những hướng nghiên cứu và phát triển hiện nay của các nhà nghiên cứu khoa học và cũng là cách huy động pin mặt trời hiệu quả. Sản phẩm di động pin mặt trời phổ biến nhất là sạc dự phòng. Bằng cách chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện và lưu trữ trong pin lithium tích hợp, ngân hàng năng lượng mặt trời có thể sạc điện thoại di động, máy ảnh kỹ thuật số, máy tính bảng và các sản phẩm khác, vừa tiết kiệm năng lượng vừa thân thiện với môi trường.

Pin mặt trời thực sự có thể đạt được công nghiệp hóa chủ yếu được chia thành hai loại: loại thứ nhất là tế bào silicon tinh thể, bao gồm tế bào silicon đa tinh thể và tế bào silicon đơn tinh thể, chiếm hơn 80% thị phần; loại thứ hai là tế bào màng mỏng, được chia nhỏ hơn nữa thành tế bào silicon vô định hình, có quy trình đơn giản và giá thành thấp nhưng hiệu quả thấp và có dấu hiệu suy giảm.

Pin mặt trời màng mỏng chỉ dày vài mm và có thể uốn cong và gấp lại. Họ cũng có thể sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau làm vật liệu nền. Chúng có thể được kết nối trực tiếp với pin lithium để sạc, điều đó có nghĩa là pin mặt trời có thể được phát triển thành bộ sạc mới thân thiện với môi trường. Nó vẫn rất có thể. Hơn nữa, loại sạc này có thể có nhiều hình dạng khác nhau, giúp việc mang theo thuận tiện hơn. Ví dụ, treo trên cặp đi học hoặc quần áo có thể sạc điện thoại di động và vấn đề về thời lượng pin được giải quyết dễ dàng.

Nhiều nhà phát triển hiện nay tin rằng pin lithium làm từ graphene là bước đột phá quan trọng trong việc giải quyết vấn đề về thời lượng pin của các thiết bị điện tử di động. Nếu tỷ lệ chuyển đổi của pin mặt trời trên một đơn vị diện tích có thể được cải thiện một cách hiệu quả, thì hình thức sạc di động thú vị mọi lúc mọi nơi sẽ trở thành nguồn năng lượng trong tương lai. Cách hoàn hảo để áp dụng câu hỏi.

Tóm tắt: Năng lượng mặt trời là món quà hào phóng nhất của thiên nhiên nhưng việc sử dụng năng lượng mặt trời vẫn chưa phổ biến. Vẫn còn tồn tại vấn đề chi phí cao, hiệu suất chuyển đổi thấp trong việc sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất điện. Chỉ bằng cách tăng hiệu quả tỷ lệ chuyển đổi năng lượng mặt trời trên một đơn vị diện tích, chúng ta mới có thể sử dụng năng lượng một cách hiệu quả và đạt được sự chuyển đổi hoàn hảo từ năng lượng mặt trời sang năng lượng điện. Đến lúc đó, tính di động của pin mặt trời sẽ không còn là vấn đề nữa.