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

Giới khoa học bất ngờ trước video chim biết dùng công cụ: một con hải âu dùng que để gãi ngứa

tinybook tinybook 3 tuần 16 giờ
Giới khoa học bất ngờ trước video chim biết dùng công cụ: một con hải âu dùng que để gãi ngứa
Tại sao con chim lại dùng que để gãi bụng, thay vì dùng mỏ của nó cho tiện?

Phát hiện hài cốt trẻ sơ sinh 2100 tuổi đội loại “mũ bảo hiểm” kì dị làm từ hộp sọ của đứa trẻ khác

tinybook tinybook 3 tuần 16 giờ
Phát hiện hài cốt trẻ sơ sinh 2100 tuổi đội loại “mũ bảo hiểm” kì dị làm từ hộp sọ của đứa trẻ khác
Các chuyên gia khảo cổ vừa phát hiện các bộ hài cốt trẻ sơ sinh đội 'mũ bảo hiểm' làm từ hộp sọ của những đứa trẻ khác có niên đại 2100 năm trước

Quỷ La Sát đáng sợ trong thần thoại Ấn Độ thực chất là giống người cổ đã bị tuyệt chủng cách đây 4 vạn năm

tinybook tinybook 3 tuần 19 giờ
Quỷ La Sát đáng sợ trong thần thoại Ấn Độ thực chất là giống người cổ đã bị tuyệt chủng cách đây 4 vạn năm
Loài quỷ La Sát trong thần thoại Ấn Độ thực chất chính là một giống người cổ đã bị tuyệt chủng, từng sống chung và hôn phối với loài người hiện đại chúng ta.

Tiết lộ "khủng" về hậu trường Mắt Biếc: Công nghệ 3 triệu USD tầm cỡ thế giới, trí tuệ nhân tạo và tự động hóa hoàn toàn

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
Tiết lộ "khủng" về hậu trường Mắt Biếc: Công nghệ 3 triệu USD tầm cỡ thế giới, trí tuệ nhân tạo và tự động hóa hoàn toàn
Những chia sẻ từ Giám đốc Kỹ thuật Mắt Biếc đã cho thấy quy mô chi tiết của công nghệ tiên tiến áp dụng vào mọi góc cạnh sản xuất bộ phim.

Bí ẩn bao trùm hòn đảo cứ người lạ xâm phạm là bị tấn công đến chết cùng lời kể của người phụ nữ may mắn sống sót hé lộ chi tiết đáng sợ

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
Bí ẩn bao trùm hòn đảo cứ người lạ xâm phạm là bị tấn công đến chết cùng lời kể của người phụ nữ may mắn sống sót hé lộ chi tiết đáng sợ
Hòn đảo hoàn toàn cách biệt với thế giới bên ngoài và bất khả xâm phạm. Bất kỳ ai tiến đến gần khu vực "nhạy cảm" này đều bị tấn công hoặc giết chết.

Làm thế nào mà máy chạy bộ biến từ dụng cụ tra tấn thành một máy tập thể dục đại chúng?

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
Làm thế nào mà máy chạy bộ biến từ dụng cụ tra tấn thành một máy tập thể dục đại chúng?
Máy chạy bộ chả có gì xa lạ với chúng ta ngày nay, nhiều người luôn ao ước có thể mua một chiếc máy chạy bộ để trong nhà nhưng trên thực tế, trong quá khứ đây là là một loại dụng cụ tra tấn.

NASA công bố tàu thăm dò mới: phóng vào tháng Bảy năm sau, chưa có tên nhưng đã có trách nhiệm nặng nề - làm sứ mệnh tiền đề cho con người lên Sao Hỏa

tinybook tinybook 3 tuần 1 ngày
NASA công bố tàu thăm dò mới: phóng vào tháng Bảy năm sau, chưa có tên nhưng đã có trách nhiệm nặng nề - làm sứ mệnh tiền đề cho con người lên Sao Hỏa
Tàu thăm dò mới của NASA mang theo hai sứ mệnh: tìm kiếm sự sống, và dọn đường cho một dạng sống khác lên Sao Hoả.

Thế giới sẽ đối mặt với hàng loạt thảm họa nếu rừng Amazon cháy rụi: 90% bệnh tật không có thuốc chữa, 50% loài sinh vật bị tiêu diệt

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Thế giới sẽ đối mặt với hàng loạt thảm họa nếu rừng Amazon cháy rụi: 90% bệnh tật không có thuốc chữa, 50% loài sinh vật bị tiêu diệt
Trong năm 2019, chúng ta đã chứng kiến sự mất mát vô cùng to lớn của một bộ phận rừng Amazon do hỏa hoạn gây ra, kéo theo biết bao thảm cảnh. Nếu một ngày cánh rừng kỳ vĩ này hoàn toàn bị xóa sổ, rất có thể Trái đất sẽ phải đối mặt với những bi kịch còn ghê gớm hơn nhiều.

Tổng hợp và kiểm chứng những sự thật thú vị mà cộng đồng Reddit thường kể với cư dân mạng

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Tổng hợp và kiểm chứng những sự thật thú vị mà cộng đồng Reddit thường kể với cư dân mạng
Biết thêm kiến thức chưa bao giờ là thiệt đúng không?

Loài người thật may mắn vì những loài chim ăn thịt khổng lồ này đã tuyệt chủng

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Loài người thật may mắn vì những loài chim ăn thịt khổng lồ này đã tuyệt chủng
Thật may mắn cho nhân loại thời hiện đại vì những loài chim ăn thịt khổng lồ này đã bị tuyệt chủng, nếu không rất có thể chúng ta sẽ biến thành bữa ăn nhẹ của chúng bất cứ lúc nào.

Điều gì xảy ra nếu đường kính của Trái Đất tăng thêm 1 cm mỗi ngày?

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Điều gì xảy ra nếu đường kính của Trái Đất tăng thêm 1 cm mỗi ngày?
Nếu đường kính Trái Đất tăng thêm 1cm mỗi ngày thì khi nào vận mệnh của hành tinh xanh sẽ bị diệt vong?

[Vietsub] Ngôi làng Ấn Độ có tỷ lệ tội phạm bằng 0: nhà không cửa, cửa hiệu không khóa, 500 năm không hề có trộm cắp

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
[Vietsub] Ngôi làng Ấn Độ có tỷ lệ tội phạm bằng 0: nhà không cửa, cửa hiệu không khóa, 500 năm không hề có trộm cắp
Bạn có muốn chuyển tới sống tại Shani Shingnapur, ngôi làng nhỏ chưa xảy ra trộm cắp suốt nửa thiên niên kỷ nay?

Nghiên cứu khoa học: Con người và chuối là họ hàng thân thiết, ADN giống nhau đến 50%?

tinybook tinybook 3 tuần 2 ngày
Nghiên cứu khoa học: Con người và chuối là họ hàng thân thiết, ADN giống nhau đến 50%?
Có thông tin cho rằng chuối có ADN giống người 50%. Nhưng sự thực có phải vậy không?

Những bức ảnh về các khu vực bí mật trên máy bay mà du khách không được phép bén mảng tới bao giờ

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Những bức ảnh về các khu vực bí mật trên máy bay mà du khách không được phép bén mảng tới bao giờ
Có những khu vực thậm chí hành khách còn không nghĩ là có tồn tại.

Giữa lúc bong bóng xe ô tô điện có thể sắp 'nổ tung', Trung Quốc đang gấp rút ra mắt chiếc xe hơi điện 'made in China' đầu tiên

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Giữa lúc bong bóng xe ô tô điện có thể sắp nổ tung, Trung Quốc đang gấp rút ra mắt chiếc xe hơi điện made in China đầu tiên
Theo dữ liệu từ Hiệp hội Công nghiệp ô tô Trung Quốc, số lượng xe sử dụng nguồn năng lượng mới được bán trong năm 2014 đã tăng gấp 4 lần so với năm trước và tiếp tục nhân lên hơn 4 lần trong năm 2015 với con số hơn 330.000 xe.

Phát hiện chưa từng có: Mưa tuyết bằng sắt đang rơi dồn dập bên trong lõi Trái Đất

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Phát hiện chưa từng có: Mưa tuyết bằng sắt đang rơi dồn dập bên trong lõi Trái Đất
Ở trong lòng Trái Đất cũng tồn tại một dạng ‘mưa tuyết’ đặc biệt, khác hoàn toàn với tuyết trên mặt đất.

Tuổi thọ của các loài động vật được định sẵn trong DNA, và loài người chỉ thọ 38 năm mà thôi

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Tuổi thọ của các loài động vật được định sẵn trong DNA, và loài người chỉ thọ 38 năm mà thôi
Loài người có tuổi thọ "tự nhiên" là khoảng 38 năm, theo một phương thức mới dùng để ước tính tuổi thọ của các chủng loài khác nhau dựa trên phân tích DNA.

Những bức "ảnh tự sướng" lâu đời nhất mọi thời đại

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Những bức "ảnh tự sướng" lâu đời nhất mọi thời đại
Mọi người đã chụp "ảnh tự sướng" từ rất lâu, nhưng tại thời điểm những bức ảnh này xuất hiện, chúng được gọi là "chân dung tự họa".

Nghiên cứu: Ăn uống điều độ, đúng bữa, đúng giờ giúp ngăn bệnh tiểu đường, huyết áp cao?

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Nghiên cứu: Ăn uống điều độ, đúng bữa, đúng giờ giúp ngăn bệnh tiểu đường, huyết áp cao?
Theo một nghiên cứu mới đây cho thấy, việc ăn uống trong một khoảng thời gian quy định có thể giúp giảm cân, cải thiện chất lượng giấc ngủ và chống huyết áp cao.

Tìm hiểu đôi nét về Antonov An-225, siêu máy bay vận tải được mệnh danh là “chú chim” lớn nhất bầu trời

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Tìm hiểu đôi nét về Antonov An-225, siêu máy bay vận tải được mệnh danh là “chú chim” lớn nhất bầu trời
Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng khám phá những điều thú vị xoay quanh chiếc máy bay vận tải lớn nhất thế giới hiện nay.

Những sự kiện lịch sử nghe có vẻ hư cấu nhưng lại hoàn toàn có thật

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Những sự kiện lịch sử nghe có vẻ hư cấu nhưng lại hoàn toàn có thật
Thế giới chúng ta đang sống là một nơi đầy rẫy những sự điên rồ và trải dài lịch sử nhân loại luôn có những câu chuyện lịch sử vô cùng lạ lùng, tưởng chừng như chúng hoàn toàn hư cấu.

Phát hiện tác phẩm nghệ thuật lâu đời nhất thế giới trong hang động ở Indonesia

tinybook tinybook 3 tuần 3 ngày
Phát hiện tác phẩm nghệ thuật lâu đời nhất thế giới trong hang động ở Indonesia
Bức tranh trong vách hang Leang Bulu' Sipong trên đảo Sulawesi của Indonesia có thể sẽ là tác phẩm nghệ thuật lâu đời nhất thế giới, sau khi giới khoa học xác định bức vẽ này đã tồn tại gần 44.000 năm.

Khám phá ngôi đền cổ 1.200 năm tuổi được tạc từ duy nhất một khối đá siêu to khổng lồ

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Khám phá ngôi đền cổ 1.200 năm tuổi được tạc từ duy nhất một khối đá siêu to khổng lồ
Ngôi đền Hindu cổ 1.200 năm tuổi này được chạm khắc từ duy nhất một khối đá khiến cho nhiều người cảm thấy kinh ngạc và cho rằng có lẽ nó không được tạo ra từ bàn tay của con người.

Các nhà khoa học đã tìm ra giải pháp giúp bia có nhiều bọt hơn và bột giặt ít bọt đi

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Các nhà khoa học đã tìm ra giải pháp giúp bia có nhiều bọt hơn và bột giặt ít bọt đi
Thông qua một nghiên cứu về cách hình thành bọt và tuổi thọ bọt, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách để giữ được bọt tồn tại lâu hơn hoặc khắc chế không cho bọt xuất hiện quá nhiều khi cần thiết.

Đi tìm lời giải cho những đường hầm đá bí ẩn tại Nam Mỹ, đầy dấu vết móng vuốt của một loài thú khổng lồ

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Đi tìm lời giải cho những đường hầm đá bí ẩn tại Nam Mỹ, đầy dấu vết móng vuốt của một loài thú khổng lồ
Tại Nam Mỹ, có những đường hầm đá khổng lồ không phải là dấu vết của kiến tạo tự nhiên, cũng không phải do bàn tay của con người tạo ra, thay vào đó, chúng tồn tại rất nhiều dấu vết của móng vuốt.

Xưởng sản xuất khuôn giày thủ công có lịch sử hơn 100 năm tại Nhật Bản phải đóng cửa vì không theo kịp công nghệ in 3D

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Xưởng sản xuất khuôn giày thủ công có lịch sử hơn 100 năm tại Nhật Bản phải đóng cửa vì không theo kịp công nghệ in 3D
Cái kết buồn cho một xưởng sản xuất thủ công với lịch sử hết sức lâu đời của Nhật Bản

Dùng thiết bị lặn khám phá đáy đại dương tăm tối, tình cờ phát hiện loài cá kì lạ có thể đứng bằng 'chân'

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
Dùng thiết bị lặn khám phá đáy đại dương tăm tối, tình cờ phát hiện loài cá kì lạ có thể đứng bằng chân
Dài tới 1,5m, nặng gần 50kg, loài cá hiếm này có lớp vây rất khỏe, có thể sử dụng để di chuyển dưới đáy biển như bàn chân của động vật trên cạn

“Công nghệ Giọng nói” Bước ngoặt trải nghiệm người dùng thời đại số

tinybook tinybook 3 tuần 4 ngày
“Công nghệ Giọng nói” Bước ngoặt trải nghiệm người dùng thời đại số
Khi cuộc cách mạng công nghệ thời giao tiếp bằng giọng nói hoàn tất cũng là lúc bất kỳ ai trong chúng ta đều có thể trải nghiệm những thiết bị thông minh bằng chính giọng nói của mình.

Anh em shipper bên Mỹ lập hẳn group Facebook về những chú chó mà họ gặp hàng ngày khi đang giao hàng

tinybook tinybook 3 tuần 5 ngày
Anh em shipper bên Mỹ lập hẳn group Facebook về những chú chó mà họ gặp hàng ngày khi đang giao hàng
Vào năm 2013, những tài xế của UPS Sean McCarren đã tạo ra một nhóm Facebook để kể về những người bạn 4 chân mà họ gặp trên các tuyến đường hàng ngày mà họ đi giao hàng.

Loài chim di cư có thực sự là do chúng sợ lạnh?

tinybook tinybook 3 tuần 5 ngày
Loài chim di cư có thực sự là do chúng sợ lạnh?
Chim di trú, chim di cư hay sự di cư của chim chỉ sự di chuyển đều đặn theo mùa, thường trên một đường bay theo chiều bắc nam giữa nơi sinh sản và nơi trú đông. Nhiều loài chim có tập tính di cư, nhưng thực sự quá trình thay đổi chỗ ở này có phải là do chúng sợ lạnh?
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat