Các nhà tạo ra tấm pin Mặt Trời mới vừa trong suốt, lại vừa tự tạo được cả photon ánh sáng cho mình

Các nhà tạo ra tấm pin Mặt Trời mới vừa trong suốt, lại vừa tự tạo được cả photon ánh sáng cho mình
Theo: Dink Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Nghiên cứu vẫn còn mới nhưng hãy tự tin là một khi các nhà khoa học chứng minh được nó khả thi, họ sẽ làm mọi cách để khiến nó hiệu quả gấp vài lần hiện tại.

Công nghệ pin Mặt Trời chưa đạt tới giới hạn, việc ta có thể lấy ánh nắng và chuyển hóa nó thành điện năng vẫn chưa phải mức cao nhất ta có thể đạt được. Thậm chí, tấm pin Mặt Trời vẫn có thể hiện đại hơn được nữa.

Trong lĩnh vực nghiên cứu vẫn còn đầy tiềm năng này, pin Mặt Trời vẫn liên tục được cải tiến. Chẳng hạn như một cửa kính vừa có tác dụng làm cửa sổ đón nắng vào nhà, lại vừa có thể làm tăng hiệu quả của việc tiếp nhận năng lượng của từng hạt photon ánh sáng. Một mức độ hiệu quả như mơ, nhưng điều đó hoàn toàn có thực.

Các nhà tạo ra tấm pin Mặt Trời mới vừa trong suốt, lại vừa tự tạo được cả photon ánh sáng cho mình - Ảnh 1.

Đây là cách tấm pin năng lượng Mặt Trời mới tận dụng 1 photon đến 2 lần

Một trong những điều khiến tấm pin năng lượng Mặt Trời mất đi điện năng là khi hạt photon chứa nhiều năng lượng hơn sức xử lý của tấm pin.

Để tạo ra một electron điện, vật liệu để làm tấm pin Mặt Trời (thường là silicon) sẽ hút photon có một mức năng lượng đủ cao, gọi là cách biệt dải – band gap. Photon mà có mức năng lượng thấp hơn cách biệt dải, nso sẽ không tạo ra được electron. Vậy còn những photon có lượng năng lượng lớn hơn band gap thì sao?

Nó hoàn toàn có thể tạo electron, có điều lượng năng lượng thừa sẽ rất lớn, sẽ tỏa ra dưới dạng nhiệt. Cuối quá trình tạo điện từ ánh sáng này, tất cả các electron sẽ thoát ra khỏi tấm pin với lượng năng lượng tương với band gap của vật chất tạo nên nó. Rõ ràng nếu ta tìm cách giữ lại được số năng lượng thoát ra, ta sẽ khiến tấm pin Mặt Trời hiệu quả hơn nhiều.

Các nhà tạo ra tấm pin Mặt Trời mới vừa trong suốt, lại vừa tự tạo được cả photon ánh sáng cho mình - Ảnh 2.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm các nhà khoa học sử dụng hạt nano trộn với kim loại đất hiếm ytterbium. Trùng hợp thay, ytterbium có đặc tính phát ra ánh sáng với bước sóng gần giống với loại ánh sáng silicon hấp thu được. Hơn nữa, ytterbium – với đúng hoàn cảnh – sẽ hấp thu cả photon xanh/tím và phát ra hai photon mà silicon "ưa thích". Và thế vẫn chưa hết, ytterbium không hấp thụ những photon mà nó phát ra, nó không ảnh hưởng gì tới quá trình hoạt động của tấm pin Mặt Trời silicon.

Sự kết hợp giữa hai vật liệu sẽ tạo ra một tấm pin Mặt Trời chưa từng có trước đây. Đó sẽ là tấm hấp thụ ánh sáng xanh, tạo ra hai photon hồng ngoại với mỗi photon xanh nhận vào. Những photon hồng ngoại bay xuyên qua mọi thứ trừ vật liệu silicon làm nên tấm pin. Silicon hấp thu photon hồng ngoại, tạo ra 2 electron với mỗi photon ánh sáng xanh va chạm với nguyên tử ytterbium.

Theo tính toán của các nhà khoa học, hiệu năng của tấm pin Mặt Trời sẽ cao lên 160%. Vẫn chưa hết tin tốt.

Điều hướng ánh sáng

Quá trình "biến một photon thành hai photon" còn có thêm những lợi ích khác. Các nhànghiên cứu tạo ra vật liệu kính polymer phủ các hạt nano. Các hạt này hấp thụ ánh sáng xanh sâu và cực tím từ quang phổ của tấm pin Mặt Trời, nhưng vẫn cho phép các photon ánh sáng khác lọt qua. Ta có được một tấm hấp thụ ánh Mặt Trời trong suốt.

Các nhà tạo ra tấm pin Mặt Trời mới vừa trong suốt, lại vừa tự tạo được cả photon ánh sáng cho mình - Ảnh 3.

Khi ytterbirum tạo ra ánh sáng hồng ngoại, nó sẽ phản lại vào tấm kính. Kính sẽ được đặt một cách khéo léo để dẫn ánh sáng tạo được ra phần rìa, nơi có các tấm pin Mặt Trời silicon đang đợi sẵn.

Kết quả cuối cùng: ta có một hệ thống hấp thu ánh sáng Mặt Trời vô cùng hiệu quả. Ánh sáng xanh tạo ra ánh sáng hồng ngoại với độ hiệu quả lên tới 180%. Các con số đều lớn và tiềm năng, nhưng nghiên cứu mới vẫn chỉ ở giai đoạn đầu, chúng ta vẫn chưa có những sản phẩm thực tế thực sự hiệu quả.

Tương lai vẫn còn ở phía trước

Đó không phải lý do khiến ta ngừng mong đợi một tấm pin Mặt Trời trong suốt. Mức độ hiệu quả của việc hấp thu ánh sáng Mặt Trời vẫn còn có thể được đẩy cao hơn nữa. Các nhà nghiên cứu tuyên bố với công nghệ và các vật liệu hiện tại, ta có thể gấp ba lần con số vốn đã rất ấn tượng.

Các nhà tạo ra tấm pin Mặt Trời mới vừa trong suốt, lại vừa tự tạo được cả photon ánh sáng cho mình - Ảnh 4.

Ví dụ như hệ thống điều hướng ánh sáng chẳng hạn, ta có thể giảm thiểu năng lượng mất mát trong việc đưa ánh sáng từ điểm này sang điểm khác, đảm bảo rằng mọi ánh sáng hồng ngoại đều chạm tới được tấm pin Mặt Trời. Và nếu khác hàng không ngại ngần sở hữu một tấm cửa kính pin năng lượng Mặt Trời có màu hơi ngả vàng chút, ta có thể tăng độ hiệu quả của pin bằng việc sử dụng phần ánh sáng xanh trong quang phổ ánh sáng.

Và cuối cùng, silicon không phải vật liệu làm pin Mặt Trời duy nhất. Có những thứ hiệu quả hơn, chỉ có điều hơi đắt thôi. Thế nhưng khi kết hợp thêm hệ thống điều hướng ánh sáng, ta chỉ cần dải pin Mặt Trời đặt tại viền của cửa sổ hấp thụ ánh nắng.

Nói thì đơn giản, nhưng để làm được một tấm pin năng lượng Mặt Trời trong suốt không phải dễ. Một thứ thiết bị hiệu quả tới vậy cần rất nhiều công sức nghiên cứu về nhiều khía cạnh khác nhau. Nhưng hãy tự tin là một khi các nhà khoa học chứng minh được nó khả thi, họ sẽ làm mọi cách để khiến nó hiệu quả gấp vài lần hiện tại.

Tham khảo Ars Technica

Hạt giống đầu tiên nảy mầm trên Mặt trăng của Trung Quốc đã chết

tinybook tinybook 2 ngày 23 giờ
Hạt giống đầu tiên nảy mầm trên Mặt trăng của Trung Quốc đã chết
Thật đáng tiếc nhưng thử nghiệm này cũng đã kết thúc, do điều kiện khắc nghiệt trên Mặt trăng.

Bangkok sử dụng mưa nhân tạo để giải quyết ô nhiễm không khí

tinybook tinybook 2 ngày 23 giờ
Bangkok sử dụng mưa nhân tạo để giải quyết ô nhiễm không khí
Nếu bạn có ý định du lịch Thái Lan, hãy cân nhắc kỹ trước khi đặt chân tới Bangkok.

Hãy làm ra những quả cà chua cay như ớt, các nhà khoa học nói

tinybook tinybook 3 ngày 16 giờ
Hãy làm ra những quả cà chua cay như ớt, các nhà khoa học nói
Nhưng để làm gì?

Săn Deal Công Nghệ - Rinh Vàng Tài Lộc tại Lazada

tinybook tinybook 3 ngày 18 giờ
Săn Deal Công Nghệ - Rinh Vàng Tài Lộc tại Lazada
Tết Kỷ Hợi 2019 sắp đến gần cũng là tín hiệu của mùa mua sắm nhộn nhịp, đặc biệt là với các tín đồ công nghệ khi các hãng lớn và uy tín tung ra hàng loạt khuyến mãi hấp dẫn để thu hút khách hàng.

Lần đầu tiên trong lịch sử, hạt giống Trung Quốc trồng trên Mặt trăng đã nảy mầm

tinybook tinybook 3 ngày 21 giờ
Lần đầu tiên trong lịch sử, hạt giống Trung Quốc trồng trên Mặt trăng đã nảy mầm
Nếu có thể trồng lương thực trên Mặt trăng, sẽ cho phép con người xây dựng căn cứ không gian trong tương lai.

Gậy ông đập lưng ông, hệ thống reCAPTCHA của Google bị chính công cụ của Google đánh bại

tinybook tinybook 4 ngày 16 giờ
Gậy ông đập lưng ông, hệ thống reCAPTCHA của Google bị chính công cụ của Google đánh bại
Dù Google đã sửa đổi và nâng cấp các công cụ của mình, phương pháp mới của các nhà nghiên cứu vẫn đạt tỷ lệ thành công hơn 90%.

Khai trương trung tâm thương mại Gigamall – tổ hợp giải trí công nghệ hiện đại hàng đầu Việt Nam

tinybook tinybook 5 ngày 50 phút
Khai trương trung tâm thương mại Gigamall – tổ hợp giải trí công nghệ hiện đại hàng đầu Việt Nam
Trung tâm Thương mại Gigamall, tọa lạc trên đường Phạm Văn Đồng, quận Thủ Đức, TP.HCM chính thức đi vào hoạt động từ ngày 12/1.

Được quỹ của Bill Gates tài trợ, bệ xí dùng giun để xử lý phân sẽ là tương lai vệ sinh toàn cầu

tinybook tinybook 5 ngày 54 phút
Được quỹ của Bill Gates tài trợ, bệ xí dùng giun để xử lý phân sẽ là tương lai vệ sinh toàn cầu
Loài giun này không thể sống nếu không có phân, chúng là một công cụ hoàn hảo để lắp vào hố xí tự hoại.

Xoắn não đầu năm với 4 câu đố do nhân viên Cơ quan An ninh Quốc gia Mỹ soạn ra

tinybook tinybook 5 ngày 17 giờ
Xoắn não đầu năm với 4 câu đố do nhân viên Cơ quan An ninh Quốc gia Mỹ soạn ra
Chúc bạn thể dục não vui vẻ.

Quái thú ăn thịt người vùng Gévaudan: nỗi kinh hãi của người dân Pháp hồi thế kỷ 18

tinybook tinybook 5 ngày 17 giờ
Quái thú ăn thịt người vùng Gévaudan: nỗi kinh hãi của người dân Pháp hồi thế kỷ 18
Con quái thú hoành hành suốt 3 năm trời, hạ sát tới cả trăm người.

Đừng quên Google có dự án Soli cực kỳ tiềm năng nhé: vừa đạt thành tựu mới, sờ từ xa biết sách có bao nhiêu trang

tinybook tinybook 5 ngày 18 giờ
Đừng quên Google có dự án Soli cực kỳ tiềm năng nhé: vừa đạt thành tựu mới, sờ từ xa biết sách có bao nhiêu trang
Nhìn vào những ví dụ, ta mong chờ từng ngày đến lúc Dự án Soli thành công.

Có thể bạn không tin nhưng đây là những tác phẩm cắt giấy tỉ mỉ tới từng milimet của nghệ nhân người Nhật

tinybook tinybook 5 ngày 18 giờ
Có thể bạn không tin nhưng đây là những tác phẩm cắt giấy tỉ mỉ tới từng milimet của nghệ nhân người Nhật
Chỉ với một tờ giấy bình thường nhưng nữ nghệ nhân người Nhật này có thể xử lý tỉ mỉ đến từng milimet và thổi hồn nó trở thành những tác phẩm nghệ thuật cắt giấy xuất sắc.

Video ghi lại cảnh thỏ ăn thịt đồng loại làm bất ngờ giới khoa học

tinybook tinybook 6 ngày 23 phút
Video ghi lại cảnh thỏ ăn thịt đồng loại làm bất ngờ giới khoa học
Đừng vội sợ hại chú thỏ cưng sống trong lồng: thỏ ăn thịt chỉ khi vào đường cùng, thức ăn cạn kiệt, chúng mới tìm tới xác thối để kiếm bữa.

Lý giải hiện tượng con người đi trên than hồng nhưng không bị bỏng

tinybook tinybook 6 ngày 1 giờ
Lý giải hiện tượng con người đi trên than hồng nhưng không bị bỏng
Chắc hẳn bạn đã từng xem những nghi lễ như đi trên lửa trên TV hoặc ngoài đời nhưng có bao giờ bạn thắc mắc, tại sao người đi trên than hồng lại không hề bị bỏng hay làm sao. Vậy nguyên lý khoa học nào giúp họ làm được điều đó?

Lấy ý tưởng từ chân máy ảnh, nhiếp ảnh gia Nhật Bản chế tạo móc treo bao súng giúp bắn nhanh như Lucky Luke

tinybook tinybook 6 ngày 22 giờ
Lấy ý tưởng từ chân máy ảnh, nhiếp ảnh gia Nhật Bản chế tạo móc treo bao súng giúp bắn nhanh như Lucky Luke
Nhờ thiết bị này, xạ thủ sẽ có thể lấy súng ra khỏi bao nhanh hết mức có thể và đôi khi chỉ một phần nghìn giây cũng đã tạo ra sự khác biệt giữa các đối thủ.

Lý do đặc biệt khiến Mỹ không dùng hệ đo lường bằng mét như các nước khác

tinybook tinybook 1 tuần 18 giờ
Lý do đặc biệt khiến Mỹ không dùng hệ đo lường bằng mét như các nước khác
Cùng vài quốc gia ít ỏi trên thế giới, hiện giờ Hoa Kỹ vẫn sử dụng các đơn vì đo lường như feet, inch, pound thay vì km, m, kg, tại sao vậy?

Không cần đến Sing hay Nhật, giờ đây Việt Nam đã có khu giải trí công nghệ tương tác cực chất

tinybook tinybook 1 tuần 20 giờ
Không cần đến Sing hay Nhật, giờ đây Việt Nam đã có khu giải trí công nghệ tương tác cực chất
Mọi thứ đều trở thành hiện thực với người dân Sài Gòn khi tổ hợp giải trí công nghệ tương tác JP World đã chính thức ra mắt tại TTTM Gigamall.

Dưa chuột thì rẻ còn dưa chuột biển thì đắt như điên, có lý do cả đấy

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Dưa chuột thì rẻ còn dưa chuột biển thì đắt như điên, có lý do cả đấy
Dưa chuột thường giỏi lắm 70.000 đồng/kg, còn dưa chuột biển (hải sâm) lên tới 70 triệu đồng/kg.

[CES 2019] Với hệ thống IBM Q System One mạnh 20 qubit, IBM là hãng đầu tiên thương mại hóa máy tính lượng tử

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
[CES 2019] Với hệ thống IBM Q System One mạnh 20 qubit, IBM là hãng đầu tiên thương mại hóa máy tính lượng tử
Tương lai của con người sẽ được gắn liền với từ "lượng tử", với một trong những người tiên phong là IBM.

Internet xôn xao về người phụ nữ Hà Giang bị đỉa kí sinh trong họng suốt 3 tháng

tinybook tinybook 3 ngày 5 phút
Internet xôn xao về người phụ nữ Hà Giang bị đỉa kí sinh trong họng suốt 3 tháng
Các bác sĩ đã loại bỏ con đỉa kí sinh 3 tháng trong họng của người phụ nữ 63 tuổi ở tỉnh Hà Giang.

Đừng xem trang Instagram mê hoặc thị giác này kẻo lại thích thú quá quên hết thời gian!

tinybook tinybook 3 ngày 1 giờ
Đừng xem trang Instagram mê hoặc thị giác này kẻo lại thích thú quá quên hết thời gian!
Không thiếu những video gây lú trên Internet, nhưng để tập trung được nhiều thứ thú vị như trang Instagram này thì hơi hiếm.

Nhân viên Apple Store nhận được gói hàng tưởng là iPhone, nhưng hóa ra lại là nửa cân ma túy đá

tinybook tinybook 3 ngày 3 giờ
Nhân viên Apple Store nhận được gói hàng tưởng là iPhone, nhưng hóa ra lại là nửa cân ma túy đá
Một tai nạn hy hữu đã xảy ra.

Netflix tăng giá tất cả các gói thuê bao

tinybook tinybook 3 ngày 15 giờ
Netflix tăng giá tất cả các gói thuê bao
Các gói cước mới có giá 9 USD, 13 USD và 16 USD.

TikTok đe dọa WeChat bằng ứng dụng nhắn tin mới

tinybook tinybook 3 ngày 22 giờ
TikTok đe dọa WeChat bằng ứng dụng nhắn tin mới
TikTok có hơn 500 triệu người dùng hàng tháng, trong khi WeChat đang có 1,1 tỷ người dùng.

Ứng dụng YouTube di động có thêm tính năng vuốt để chuyển video

tinybook tinybook 3 ngày 22 giờ
Ứng dụng YouTube di động có thêm tính năng vuốt để chuyển video
Tính năng mới hứa hẹn sẽ làm thay đổi hoàn toàn cách bạn xem video trên ứng dụng YouTube.

Từ chuyện "Hộp Cao sao vàng 2.000 đồng bán trên Amazon 7 USD, chiếc nón lá rao bán giá gấp 10 lần", DN Việt sẽ hưởng lợi lớn khi Amazon chính thức vào Việt Nam?

tinybook tinybook 4 ngày 1 giờ
Từ chuyện "Hộp Cao sao vàng 2.000 đồng bán trên Amazon 7 USD, chiếc nón lá rao bán giá gấp 10 lần", DN Việt sẽ hưởng lợi lớn khi Amazon chính thức vào Việt Nam?
Từ chuyện "Hộp Cao sao vàng 2.000 đồng bán trên Amazon 7 USD, chiếc nón lá rao bán giá gấp 10 lần", DN Việt sẽ hưởng lợi lớn khi Amazon chính thức vào Việt Nam?

Phát hiện phần mềm mã độc “có tâm”, chỉ tấn công người giàu

tinybook tinybook 4 ngày 4 giờ
Phát hiện phần mềm mã độc “có tâm”, chỉ tấn công người giàu
Phần mềm mã độc này không sử dụng phương pháp thông thường, thay vào đó là chọn lọc và tối đa hóa thiệt hại.

Ghen tức trước cơn sốt 5G, ngành công nghiệp cáp nhanh tay đăng ký thương hiệu...10G cho to

tinybook tinybook 4 ngày 15 giờ
Ghen tức trước cơn sốt 5G, ngành công nghiệp cáp nhanh tay đăng ký thương hiệu...10G cho to
Tuy nhiên, 10G ở đây lại không phải là "thế hệ 10" đâu.

Trung Quốc có thể copy tất cả mọi thứ, nhưng sao họ vẫn chưa copy và đánh bại được Tesla?

tinybook tinybook 4 ngày 17 giờ
Trung Quốc có thể copy tất cả mọi thứ, nhưng sao họ vẫn chưa copy và đánh bại được Tesla?
Họ có công nghệ, có nhân lực, thậm chí có cả bằng sáng chế của Tesla luôn. Điều gì đã ngăn họ lại?

Trợ lý ảo Alexa của Amazon "ngắt lời" con người trên sân khấu CES 2019, phải chăng AI đã có suy nghĩ riêng?

tinybook tinybook 5 ngày 1 giờ
Trợ lý ảo Alexa của Amazon "ngắt lời" con người trên sân khấu CES 2019, phải chăng AI đã có suy nghĩ riêng?
Nghe có vẻ hơi sợ nhưng quả thực sợ thật bởi đây là khoảnh khắc hiếm thấy và không phải trợ lý ảo nào giống như Alexa cũng có thể tham gia trò chuyện, thậm chí ngắt lời của con người.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat