Các nhà nghiên cứu tại Học Viện Công Nghệ Georgia và Đại Học Purdue đã phát triển một loại pin năng lượng mặt trời mới dựa trên vật chất tự nhiên từ thực vật. Loại pin năng lượng mặt trời hữu cơ này có hiệu suất đạt 2.3(%) –đây là một tầm cao mới cho loại pin nguồn gốc từ vật liệu gốc có khả năng tái sinh( thực vật, hữu cơ..).
Nghiên cứu này được dẫn đầu bởi ông Bernard Kippelen,Giáo Sư Viện Cơ Khí Công Nghệ Học Viện Georgia, một người luôn mong muốn biến công nghệ pin năng lượng mặt trời ,với khả năng tái chế và độ ổn định ở mức chấp nhận được, được hiện thực hóa.
“Sự phát triển và hiệu suất của vật chất hữu cơ trong công nghệ năng lượng mặt trời vẫn đang tiếp tục được nâng cao, cung cấp cho các kỹ sư những hướng đi mới của ứng dụng trongtương lai,” Ông Kippelen cho biết “ Tuy nhiên pin năng lượng mặt trời ( nguồn gốc) hữu cơ cần thiết phải có khả năng tái sinh. Nếu không thì chúng ta mới chỉ giải quyết được vấn đề giảm phụ thuộc vào nguồn chất đốt hóa thạch trong tự nhiên, bằng cách sử dụng công nghệ tạo ra năng lượng từ vật liệu có khả năng tái chế, nhưng lại không thể xử lý khi chúng hết vòng đời”.
Pin năng lượng mặt trời hữu cơ thông thường được chế tạo trên nền thủy tinh hoặc nhựa, cả 2 đều không phải loại vật liệu có thể dễ dàng tái chế. Tuy nhiên, pin năng lượng mặt trời của Kippelen thì được chế tạo bằng tinh thể nano xenluloza ( cellulose nanocrytal) – gọi tắt là CNC, được cung cấp từ thực vật thì khác. Hình dưới mô tả cấu tạo của pin năng lượng mặt trời với nền tảng là vật chất CNC, trong đó PBD-TT-C:PCBM chính là lớp nhạy sáng [poly [(4,8- bis- (2- ethullexyloxy) – benzo [1,2-b:4,5-b’] dithiophene)- 2,6- diyl-alt- (4- (2-thylhexyloxy)- thieno [3.4-b] thiophene)- 2,6- diyl] : phenyl-C61 –butyric acid methyl ester].
.
Để tái chế loại pin này khi vào cuối vòng đời , chúng sẽ được ngâm trong nước ở nhiệt độ phòng. Chỉ trong vòng vài phút, vật chất CNC sẽ bị hòa tan, chỉ còn lại tấm pin năng lượng mặt trời khi đó đã dễ dàng phân tách thành các thành phần chính.Ảnh dưới mô tả quá trình phân tách các thành phần chính của pin năng lượng mặt trời khi được ngâm trong nước và chlorobenzene.
Bình 0: nước cất
Bình 1: CNC tái phân tán trong nước cất
Bình 2: dung môi của lớp nhạy sáng trong chlorobenzene sau khi lọc cặn
Bình 3: dung môi được tạo thành sau khi lọc cặn lần 2 bằng chlorobenzene
Số 4: bã còn lại trên giấy lọc sau 2 lần lọc.
Vật chất CNC hầu như trong suốt về mặt thị giác, cho phép ánh sáng đi xuyên qua trước khi bị hấp thụ bởi một lớp bán dẫn sinh học rất mỏng. Mặc dù hiệu suất 2.7 vẫn còn tương đối kém hiệu quả nếu so sánh với bước tiến dài gần đây trong công nghệ năng lượng mặt trời của Empa ( hiệu suất đạt khoảng 20% – link ở dưới), tuy nhiên lợi ích của việc chế tạo pin năng lượng mặt trời có khả năng tái sinh đối với môi trường là rất rõ ràng.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu kỳ vọng sẽ nâng hiệu suất của loại pin năng lượng mặt trời này cao hơn nữa. Ông Kippelen cho biết :“Bước tiếp theo của chúng tôi sẽ hướng đến việcnâng cao hiệu suất chuyển hóa năng lượng lên hơn 10%, đây là mức tương đương với pin năng lượng mặt trời được gia công trên nền vật chất thủy tinh hoặc dầu mỏ”.
——————————————————————————————————————-
Người dịch: Trungmaster5, theo Gizmag
Link gốc: http://www.gizmag.com/recyclable-solar-cell-trees/26832/
Link Empa: http://www.gizmag.com/empa-new-world-record-solar-cell-efficiency/25863/
Link luận văn : http://www.nature.com/srep/2013/130325/srep01536/full/srep01536.html
–——————————————————————————————————————-
