Chủ nhật, 19/05/2024 | 03:33 - GMT+7
Sử dụng halogen, một loại nguyên tố bao gồm flo, brom, clo và iốt trong pin mặt trời nhạy với thuốc nhuộm có thể làm tăng 25% hiệu suất chuyển đổi. Phát hiện này có thể tạo ra bước ngoặt cho các thiết kế pin mặt trời cải tiến.
30/08/2018 - 08:00Nghiên cứu của trường Đại học British Columbia, Canada và Đại học North Carolina, Mỹ đã cho thấy rằng sử dụng halogen, một loại nguyên tố bao gồm flo, brom, clo và iốt trong pin mặt trời nhạy với thuốc nhuộm có thể làm tăng 25% hiệu suất chuyển đổi. Phát hiện này có thể tạo ra bước ngoặt cho các thiết kế pin mặt trời cải tiến.
Fraser Parlane, trưởng nhóm nghiên cứu cho rằng: "Pin mặt trời nhạy với thuốc nhuộm là loại pin mặt trời hiện đại, tiên tiến, thích hợp cho các đô thị nhưng cần cải tiến thêm vì tốc độ chuyển đổi mới chỉ đạt mức dao động từ 7-14%. Nghiên cứu mà chúng tôi đang theo đuổi là bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy halogen và các liên kết mà chúng tạo thành với những phân tử khác, là yếu tố cần thiết để tăng hiệu suất của pin mặt trời nhạy với thuốc nhuộm".
Pin mặt trời nhạy với thuốc nhuộm bao gồm một chất điện phân, hai điện cực và một màng mỏng bán dẫn phủ thuốc nhuộm hấp thụ ánh sáng. Khi ánh sáng chiếu vào thuốc nhuộm, nó phóng điện tử vào chất bán dẫn và tiếp đó đến các điện cực, sinh ra dòng điện.
Để pin hoạt động tốt, chất điện phân phải cung cấp điện tử cho thuốc nhuộm liên tục và nhanh chóng. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng sự có mặt của halogen đã làm tăng tốc độ chuyển điện tử. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm bốn loại thuốc nhuộm khác nhau chứa florua, brom, clo hay iốt và sử dụng kỹ thuật quang phổ hấp thụ tia X tại synchrotron để quan sát quá trình này.
Curtis Berlinguette, Giáo sư Hóa học và Kỹ thuật sinh hóa tại trường Đại học British Columbia cho rằng: "Halogen không phải là trọng tâm của nhiều nghiên cứu pin mặt trời. Halogen hình thành các liên kết rất yếu, tồn tại chưa đến 10 micro giây và chỉ cấu thành một phần nhỏ trong tất cả các nguyên tử trong pin mặt trời. Nhưng chúng tôi đã chứng minh được rằng các liên kết này có thể tạo sự khác biệt lớn trong việc chuyển đổi năng lượng mặt trời”.
Các nhà nghiên cứu cũng nhận thấy halogen càng lớn thì thuốc nhuộm càng được cung cấp thêm nhiều điện tử. Thuốc nhuộm chứa iốt, có kích thước lớn hơn 2 lần bán kính của flo, được tái tạo nhanh gấp 3 lần so với chất điện phân.
GS. Berlinguette cho rằng: "Các phát hiện này có thể giúp chúng tôi tinh chỉnh các tương tác trong pin mặt trời nhạy thuốc nhuộm để tìm kiếm các công nghệ chuyển đổi năng lượng giá rẻ và hiệu quả".
Ngọc Diệp (Theo https://techxplore.com)
Triển lãm trưng bày hàng trăm sản phẩm, giải pháp công nghệ, sản phẩm thành quả của áp dụng khoa học công nghệ đến từ các doanh nghiệp trong và ngoài nước, các sở, ngành, các viện, trường và các hội tự động hóa địa phương...
