Các tế bào quang điện bán trong suốt thế hệ mới sử dụng các cột trụ in 3D để điều chỉnh màu sắc và độ truyền sáng mà không cần thay đổi vật liệu hấp thụ năng lượng. Đây là giải pháp lý tưởng cho cửa sổ và các bề mặt uốn cong.

 

Nghiên cứu mới (đăng trên tạp chí EES Solar) đã làm nổi bật loại pin mặt trời perovskite có thể tùy chỉnh màu sắc, được thiết kế để hoạt động ở những nơi mà các tấm pin truyền thống không thể lắp đặt, chẳng hạn như cửa kính tòa nhà hoặc các bề mặt linh hoạt.

Công nghệ cột trụ in 3D độc đáo

Sử dụng cấu trúc cột trụ in 3D, các nhà nghiên cứu có thể tinh chỉnh lượng ánh sáng đi qua và màu sắc hiển thị của tế bào quang điện mà không cần biến đổi bản chất của vật liệu mặt trời. Kết quả là một hệ thống cân bằng được giữa hiệu suất năng lượng và độ bền, đồng thời giúp các nhà thiết kế kiểm soát tốt hơn diện mạo và chức năng của công nghệ.

Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Giáo sư Lioz Etgar và Giáo sư Shlomo Magdassi từ Đại học Hebrew. Nhóm đã phát triển thành công tế bào quang điện perovskite linh hoạt, vừa có thể tạo ra điện, vừa cho phép kiểm soát độ xuyên sáng. Tiến bộ này mở ra những cách thức mới để tích hợp công nghệ mặt trời vào cửa sổ, mặt tiền tòa nhà và các bề mặt cong mà không làm mất đi tính thẩm mỹ hay hiệu suất.

Cơ chế điều chỉnh ánh sáng và màu sắc

Trọng tâm của thiết kế là một mạng lưới các cột trụ polyme siêu nhỏ được tạo ra bằng công nghệ in 3D. Những cấu trúc tí hon này hoạt động như các khe hở được định hình cẩn thận để điều tiết sự truyền sáng.

Vì phương pháp này tránh được nhiệt độ cao và các dung môi độc hại, nó rất phù hợp cho các bề mặt dẻo và quy trình sản xuất thân thiện với môi trường hơn.

Bằng cách sử dụng các cấu trúc polyme in 3D, nhóm nghiên cứu có thể kiểm soát chính xác cách ánh sáng di chuyển qua thiết bị. Các nhà nghiên cứu cũng chứng minh rằng diện mạo của pin mặt trời có thể thay đổi theo màu sắc. Bằng cách điều chỉnh độ dày của lớp điện cực trong suốt, thiết bị sẽ phản xạ các bước sóng ánh sáng nhất định, tạo ra các màu sắc khác nhau trong khi vẫn tiếp tục sản sinh điện năng.

Hiệu suất và tiềm năng thực tế

Trong các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm, các tế bào quang điện linh hoạt này đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên đến 9,2%; độ trong suốt quang học trung bình khoảng 35%; Độ bền duy trì hiệu suất ổn định sau nhiều lần uốn cong và vận hành kéo dài-những tiêu chuẩn then chốt để sử dụng trong môi trường kiến trúc thực tế.

Hướng tới tương lai, nhóm nghiên cứu dự định tập trung vào việc cải thiện độ bền lâu dài thông qua các lớp màng bảo vệ, nhằm đưa công nghệ này sớm tiến tới thương mại hóa.

P.T.T (NASTIS), theo https://www.nanowerk.com/, 2/2026