Cấu trúc Silicon mới tăng hiệu suất pin mặt trời

Các nhà nghiên cứu đã tìm ra ra một cấu dạng silicon mới, mang tên Silicon BC8 có thể tăng hiệu suất hoạt động của pin mặt trời.

• Ôtô Chạy Hơn 700km Bằng Năng Lượng Mặt Trời
• Cách Sử Dụng Đèn Năng Lượng Mặt Trời Đúng Cách
• Tìm Hiểu Đèn Năng Lượng Mặt Trời
• Các Nhà Khoa Học Phát Triển Máy Lọc Nước Bằng Năng Lượng Mặt Trời

Nghiên cứu này được trình bày chi tiết tại tờ tạp chí Physical Review Letters, số tháng 1/2013. Các nhà nghiên cứu tại Đại học California Davis tính toán hiệu suất có thể tăng thêm được tính toán dựa trên mô phỏng điện toán.

Với loại pin truyền thống, cứ một photon đi vào sẽ có một cặp lỗ hổng electron, do đó hiệu suất tối đa sẽ đạt 33%. Các hạt nano của hợp chất silicon truyền thống chỉ có thể hoạt động trong vùng ánh sáng tia cực tím dưới tác động của hiện tượng giam giữ lượng tử (quantum confinement).

Hiện tượng giam giữ lượng tử tạo ra nhiều hơn một cặp lỗ hổng electron và các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos, UC Davis và Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia đã nghiên cứu hiện tượng này một cách chi tiết hơn.

Các nhà khoa học phát hiện ra nếu tạo ra được nhiều hơn một cặp lỗ hổng electron trên một photon thì có thể đạt được hiệu suất lên tới 42% – mức hiệu suất vượt xa so với bất kỳ loại pin mặt trời nào hiện nay. Phương pháp mới không chỉ hiệu quả với vùng ánh sáng tia cực tím mà còn có hiệu quả với vùng ánh sáng mặt trời không nhìn thấy được.

Các chuyên gia cũng tin rằng với việc kết hợp nhiều lỗ hổng electron trên một photon bằng các gương parabol, hiệu suất tối đa của pin có thể lên tới 70%.

Các nhà nghiên cứu ủng hộ khả năng hoạt động của một cấu trúc silicon mang tên silicon BC8. BC8 được tạo thành dưới áp suất cao nhưng lại ổn định ở áp suất thông thường. Phép mô phỏng điện toán được thực hiện tại Trung tâm Siêu điện toán Nghiên cứu khoa học Năng lượng quốc gia tại Phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley.

Kết quả cho thấy các hạt nano của cấu trúc silicon BC8 thực  tế tạo ra nhiều cặp lỗ hổng electron trên một photon thậm chí là khi tiếp xúc với ánh sáng nhìn thấy được. Do đó, các nhà khoa học đang hi vọng về khả năng tạo ra một loại pin mặt trời có hiệu suất cao nhất thế giới.