Thay thế silicon bằng sợi nano trong công nghiệp quang điện

Thay thế silicon bằng sợi nano trong công nghiệp quang điện Trong một nổ lực nhằm năng cao hiệu suất và giảm giá thành pin mặt trời, các nhà khoa học đến từ đại học Lund (Thụy Điển) đã phát hiện ra rằng sợi nano rất lý tưởng để thay thế loại bán dẫn silicon sử dụng lâu nay trong ngành công nghiệp quang điện may bien tan gia re. Tính đến hiện tại, việc sử dụng sợi nano trong pin mặt trời vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu. Tuy nhiên, sợi nano hứa hẹn sẽ mang lại nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với loại pin mặt trời dùng bán dẫn silicon truyền thống. Do được chế tạo bằng một vật liệu duy nhất, pin silicon chỉ có thể chuyển đổi một phần quang phổ giới hạn. Trong khi đó, việc sử dụng những bán dẫn khác nhau sẽ hiệu quả hơn bởi chúng sẽ khai thác nhiều quang phổ hơn nhưng lại khá phức tạp và chi phí sản xuất cao. Ưu điểm của sợi nano là nó được chế tạo tổng hợp từ nhiều vật liệu bán dẫn với giá thành thấp. Theo các nhà nghiên cứu tại Lund, sợi nano có thể tạo ra điện năng với cường độ tương đương với một tấm phim mỏng có cùng chất liệu ngay cả khi chúng chỉ bao phủ 10% bề mặt pin thay vì 100%. Trước đây, các nhà khoa học đã có thể đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng hơn 10% bằng sợi nano nhưng nếu sử dụng 4 triệu sợi nano làm bằng vật liệu bán dẫn Indium phosphide bao phủ trên một bề mặt có diện tích chỉ 1 mm vuông, con số này có thể lên đến 13,8%. Việc xác định chính xác kích thước của sợi nano rất quan trọng đối với kết quả cuối cùng. "Kích thước hợp lý nhất sẽ giúp sợi nano hấp thụ được nhiều photon ánh sáng nhất. Nếu đường kính chỉ vài phần mười của một nanomet thì lại quá nhỏ để sợi nano có thể hoạt động hiệu quả," Magnus Borgström, một nhà vật lý bán dẫn kiêm tác giả nghiên cứu cho biết. Vẫn còn rất nhiều việc phải làm đối với công nghệ sợi nano nhưng các nhà khoa học tin rằng một khi đã đạt được hiệu suất tối đa, công nghệ sẽ có thể được sử dụng rộng rãi trong những nhà máy điện mặt trời. Borgström nhấn mạnh: "Những phát hiện của chúng tôi cho thấy tiềm năng sử dụng sợi nano để sản xuất pin mặt trời."