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

Bầu khí quyển của Trái Đất thay vì 5 lớp thì vẫn còn một lớp nữa mà bạn chưa hề biết tới

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Bầu khí quyển của Trái Đất thay vì 5 lớp thì vẫn còn một lớp nữa mà bạn chưa hề biết tới
Nó có thể là khó tin, nhưng đối với một phần nào đó của bầu khí quyển, nghiên cứu khoa học vẫn chưa được thực hiện.

Sẽ thế nào khi rau được trồng trong nhà máy, bằng robot, AI và thế hệ nông dân 4.0?

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Sẽ thế nào khi rau được trồng trong nhà máy, bằng robot, AI và thế hệ nông dân 4.0?
Hơn 1.600 công ty khởi nghiệp đã đầu tư 1,8 tỷ USD vào các nông trại thẳng đứng trong vòng 1 thập kỷ qua.

Thuộc hệ “chăm săn sale” phải nằm lòng chiêu này, vừa sắm được hàng ngon vừa bảo toàn lương đầu tháng!

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Thuộc hệ “chăm săn sale” phải nằm lòng chiêu này, vừa sắm được hàng ngon vừa bảo toàn lương đầu tháng!
Cứ mỗi dịp đầu tháng, các chương trình giảm giá khởi động thì cũng là lúc các tín đồ mua sắm khoe chiến tích săn sale và chia sẻ cách mua thế nào được hưởng được lợi nhiều nhất.

Warner Bros. hé lộ loạt chi tiết mới trong Godzilla vs. Kong: Hết đánh trên bờ lại lôi nhau xuống biển, chắc chắn có kẻ bại trận, không có chuyện giảng hòa

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Warner Bros. hé lộ loạt chi tiết mới trong Godzilla vs. Kong: Hết đánh trên bờ lại lôi nhau xuống biển, chắc chắn có kẻ bại trận, không có chuyện giảng hòa
Được biết, tổng thời lượng các phân cảnh đối đầu giữa Godzilla và Kong sẽ lên đến gần 20 phút trong bom tấn này, dự kiến ra mắt vào ngày 31/3 tới đây.

Chính xác thì B.1.1.7 là "dòng", "biến chủng" hay "biến thể" của virus SARS-CoV-2?

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Chính xác thì B.1.1.7 là "dòng", "biến chủng" hay "biến thể" của virus SARS-CoV-2?
Các nhà sinh học rất muốn báo chí và công chúng sử dụng đúng thuật ngữ chuyên môn của họ.

TopCV - Nền tảng công nghệ tuyển dụng “sát cánh” cùng nhà tuyển dụng

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
TopCV - Nền tảng công nghệ tuyển dụng “sát cánh” cùng nhà tuyển dụng
Sự phát triển của các nền tảng tuyển dụng đang là cơ hội giúp nhà tuyển dụng tiếp cận được ứng viên dễ dàng hơn và TopCV đang là trở thành sự lựa chọn hàng đầu.

Những diễn viên từng sử dụng công nghệ trẻ hóa để “cưa sừng làm nghé” không hề giả trân trong các bom tấn của Hollywood

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Những diễn viên từng sử dụng công nghệ trẻ hóa để “cưa sừng làm nghé” không hề giả trân trong các bom tấn của Hollywood
Với công nghệ de-aging, các diễn viên sẽ được trẻ hóa một cách đơn giản hơn, chân thực hơn thay vì dành hàng tiếng đồng hồ cho khâu trang điểm và lựa chọn trang phục.

WandaVision: Lý giải về Chaos Magic, ma thuật khủng khiếp của Scarlet Witch với khả năng thay đổi bản chất thực tại

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
WandaVision: Lý giải về Chaos Magic, ma thuật khủng khiếp của Scarlet Witch với khả năng thay đổi bản chất thực tại
Tập phim mới nhất của WandaVision đã chính thức mang đến khái niệm về Chaos Magic - 1 trong những nguồn sức mạnh lâu đời và khủng khiếp nhất trong nguyên tác truyện tranh Marvel.

Thí nghiệm với hai người mất xúc giác chứng minh thế giới chúng ta đang sống không phải là thực tại ảo

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Thí nghiệm với hai người mất xúc giác chứng minh thế giới chúng ta đang sống không phải là thực tại ảo
Tất cả chúng ta không phải là những bộ não bị nhúng trong bình thủy tinh.

Warner Bros. xác nhận sẽ "đập đi xây lại" Superman, Henry Cavill sắp bị cho ra rìa?

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Warner Bros. xác nhận sẽ "đập đi xây lại" Superman, Henry Cavill sắp bị cho ra rìa?
Warner Bros. đã công bố dự án Superman reboot do J.J. Abrams sản xuất, và có thể Henry Cavill sẽ không phải cái tên cho vai chính mà họ đang nhắm đến.

Những con kênh nổi tiếng của Venice đang cạn nước: Hậu quả của biến đổi khí hậu?

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Những con kênh nổi tiếng của Venice đang cạn nước: Hậu quả của biến đổi khí hậu?
Triều cường đã rút cạn các con kênh của thành phố được mệnh danh là lãng mạn nhất châu Âu.

Zulihome - Điểm đến tin cậy cho gia đình Việt muốn mua robot hút bụi thông minh

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Zulihome - Điểm đến tin cậy cho gia đình Việt muốn mua robot hút bụi thông minh
Ngay từ khi thành lập và phát triển, Zulihome đã chứng minh được sự uy tín với khách hàng bằng việc cung cấp robot hút bụi thông minh chính hãng từ các thương hiệu nổi tiếng.

Mày mò tìm kiếm ở thành phố diệt vong Pompeii, các nhà khoa học sửng sốt khi khám phá ra thứ "độc nhất vô nhị" vô cùng quý giá

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Mày mò tìm kiếm ở thành phố diệt vong Pompeii, các nhà khoa học sửng sốt khi khám phá ra thứ "độc nhất vô nhị" vô cùng quý giá
Một cỗ xe ngựa 2.000 năm tuổi của người La Mã đã được phát hiện "gần như nguyên vẹn" ở ngoại ô thành phố diệt vong Pompeii.

Những sự thật thú vị và cực dị về Gollum, nhân vật độc đáo nhất của Lord of the Rings cũng như nền văn hóa đại chúng thế giới

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Những sự thật thú vị và cực dị về Gollum, nhân vật độc đáo nhất của Lord of the Rings cũng như nền văn hóa đại chúng thế giới
Ra đời vào năm 1937 dưới ngòi bút của nhà văn J. R. R. Tolkien trong bộ tiểu thuyết The Hobbit, Gollum có thể coi là 1 nhân vật cực kỳ khác biệt và trở thành nét đặc trưng ấn tượng khó phai trong vũ trụ Lord of the Rings rộng lớn.

WandaVision: Sức mạnh của Wanda là bẩm sinh, không liên quan đến Mind Stone, X-Men đang ở gần MCU hơn bao giờ hết

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
WandaVision: Sức mạnh của Wanda là bẩm sinh, không liên quan đến Mind Stone, X-Men đang ở gần MCU hơn bao giờ hết
Tập phim mới nhất của WandaVision đã hé lộ nguồn gốc sức mạnh của Wanda Maximoff, và nó không bắt nguồn từ Mind Stone như chúng ta vẫn lầm tưởng.

[CHÍNH THỨC] 9 nhóm đối tượng ưu tiên và miễn phí tiêm vaccine COVID-19

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
[CHÍNH THỨC] 9 nhóm đối tượng ưu tiên và miễn phí tiêm vaccine COVID-19
Nghị quyết số 21/NQ-CP ngày 26/2/2021 về mua và sử dụng vaccine phòng COVID-19 nêu rõ 9 nhóm đối tượng ưu tiên tiêm và miễn phí.

Thủ đô Anh Quốc đột nhiên thành "vương quốc chuột", to khổng lồ và nhiều gấp đôi con người: Tại sao có chuyện đó?

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Thủ đô Anh Quốc đột nhiên thành "vương quốc chuột", to khổng lồ và nhiều gấp đôi con người: Tại sao có chuyện đó?
Người London có thể sẽ sốc khi chứng kiến chuột xuất hiện ở những nơi chưa từng thấy. Lại còn là chuột khổng lồ.

Kinh dị chuyện nhà vệ sinh công cộng thời La Mã, nơi tất cả mọi người chùi chung bằng 1 cái que

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Kinh dị chuyện nhà vệ sinh công cộng thời La Mã, nơi tất cả mọi người chùi chung bằng 1 cái que
Đó là một cái que buộc bọt biển được 500 anh em truyền tay nhau chùi đến lúc hỏng thì thôi...

Điệp viên nghỉ hưu kể chuyện nghề: Hóa ra những gì chúng ta xem trên phim lâu nay thực sự tồn tại, thậm chí đôi khi còn thú vị hơn thế

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Điệp viên nghỉ hưu kể chuyện nghề: Hóa ra những gì chúng ta xem trên phim lâu nay thực sự tồn tại, thậm chí đôi khi còn thú vị hơn thế
Điệp viên chắc chắn là một trong những nghề thú vị, đặc biệt, nguy hiểm và khiến mọi người tò mò bậc nhất thế giới.

Siêu thị tại Hà Lan bị doạ tẩy chay vì bán phở Việt “fake”: Trông chẳng khác gì mì trộn, sợi vàng như nghệ, ăn kèm sốt thịt gà

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Siêu thị tại Hà Lan bị doạ tẩy chay vì bán phở Việt “fake”: Trông chẳng khác gì mì trộn, sợi vàng như nghệ, ăn kèm sốt thịt gà
Nhiều khách hàng bức xúc khi nhìn thấy món phở "quốc hồn quốc tuý" của Việt Nam bị chế tạo theo một phiên bản hoàn toàn khác, thậm chí họ còn kêu gọi tẩy chay chuỗi siêu thị này.

Bill Gates, vắc xin và những chiếc khẩu trang

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Bill Gates, vắc xin và những chiếc khẩu trang
Dù đã được tiêm vắc xin chống Covid-19 nhưng tỷ phú từ thiện Bill Gates nói rằng ông vẫn tiếp tục đeo khẩu trang, nhất là khi ở gần những người cao tuổi chưa được tiêm phòng.

"Soi" Joker của Justice League: Đổi giọng, che hình xăm để "lột xác" từ trong ra ngoài

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
"Soi" Joker của Justice League: Đổi giọng, che hình xăm để "lột xác" từ trong ra ngoài
Snyder đã hé lộ tạo hình đầu tiên về Joker trong đoạn trailer mới ra mắt. Không quá lời khi cho rằng Justice League của Snyder có cách tiếp cận hoàn toàn mới về nhân vật này. Sự lột xác này mạnh mẽ đến mức nào?

Đây là cây đinh ba của Aquaman với khả năng phóng nước cực đỉnh, dùng để rửa bát siêu sạch

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Đây là cây đinh ba của Aquaman với khả năng phóng nước cực đỉnh, dùng để rửa bát siêu sạch
Không quá bá đạo như nguyên tác truyện tranh, nhưng cây đinh ba của Aquaman này hoàn toàn có thể sử dụng để rửa bát, rửa ô tô hay đấu súng nước với bạn bè.

Bóng tối phía sau ngành công nghiệp anime tỷ USD của Nhật Bản

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Bóng tối phía sau ngành công nghiệp anime tỷ USD của Nhật Bản
Đại dịch thúc đẩy sự bùng nổ của ngành công nghiệp anime Nhật Bản. Nhưng dù khối lượng công việc và lợi nhuận của ngành tăng lên, các họa sĩ diễn hoạt vẫn nhận mức lương ít ỏi.

[Video] Hé lộ loạt kỹ xảo đỉnh cao giúp Lord of the Rings vẫn đẹp lung linh, không hề "out meta" so với phim ngày nay

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
[Video] Hé lộ loạt kỹ xảo đỉnh cao giúp Lord of the Rings vẫn đẹp lung linh, không hề "out meta" so với phim ngày nay
Dù đã 2 thập kỷ trôi qua nhưng những kỹ xảo trong bộ 3 phim The Lord of the Rings vẫn cứ là đẹp mê hồn và không hề bị lép vế so với các tác phẩm hiện tại

WandaVision: Những đoạn quảng cáo vô thưởng vô phạt, vô vị vô duyên hóa ra lại liên quan rất mật thiết đến Wanda

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
WandaVision: Những đoạn quảng cáo vô thưởng vô phạt, vô vị vô duyên hóa ra lại liên quan rất mật thiết đến Wanda
Những đoạn quảng cáo trong WandaVision có thể coi là easter egg nhỏ liên quan đến quá khứ, hiện tại và cả tương lai của nữ pháp sư quyền năng Wanda Maximoff.

Trailer Army of the Dead lên sóng: Mãn nhãn với phi vụ cướp nhà băng gay cấn giữa trung tâm đại dịch zombie

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Trailer Army of the Dead lên sóng: Mãn nhãn với phi vụ cướp nhà băng gay cấn giữa trung tâm đại dịch zombie
Dưới bàn tay của đạo diễn Zack Snyder, Army of the Dead sẽ là 1 luồng gió mới lạ cho dòng phim zombie vốn đã quá quen thuộc với khán giả thế giới.

Bí mật ẩn sau 6 chiếc ghế luôn 'cháy vé' của hãng hàng không Singapore Airlines

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Bí mật ẩn sau 6 chiếc ghế luôn cháy vé của hãng hàng không Singapore Airlines
Không phải hạng ghế thương gia, trên chiếc Airbus A350-900ULR của hãng Singapore Airline luôn có 6 chỗ ngồi được các hành khách tranh giành nhau mỗi khi đặt chỗ.

Dàn diễn viên Spider-Man hé lộ tên phần phim tiếp theo: Mỗi người 1 tiêu đề, không rõ là đang troll khán giả hay "tung thính" cho đa vũ trụ

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
Dàn diễn viên Spider-Man hé lộ tên phần phim tiếp theo: Mỗi người 1 tiêu đề, không rõ là đang troll khán giả hay "tung thính" cho đa vũ trụ
Chưa ra mắt nhưng Spider-Man 3 đã biết cách "bắt lú" fan hâm mộ rồi.

WandaVision: Cô hàng xóm thân thiện Agnes hiện nguyên hình phản diện, nhưng nhiều khả năng vẫn chưa phải trùm cuối

tinybook tinybook 2 tháng 1 tuần
WandaVision: Cô hàng xóm thân thiện Agnes hiện nguyên hình phản diện, nhưng nhiều khả năng vẫn chưa phải trùm cuối
Cú twist đến sái cổ trong tập mới nhất của WandaVision đã hé lộ Agnes thực chất chính là phù thủy Agatha Harkness, nhưng rất có thể đằng sau đó vẫn còn 1 thế lực đen tối khác đang giật dây để phá hoại cuộc đời của Wanda.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat