Một bước đột phá trong phòng thí nghiệm nhỏ sẽ thay đổi cục diện năng lượng của thế giới. Các nhà khoa học đã phá vỡ một kỷ lục hiệu suất khác đối với pin mặt trời song song linh hoạt với chứng nhận đáng kinh ngạc là 33,6%, không chỉ là một mức tăng nhỏ mà còn là một tiến bộ đáng kinh ngạc sẽ thay đổi cách chúng ta tạo ra điện bằng các tấm pin mặt trời. Thay vì được làm từ vật liệu cứng, không linh hoạt như thủy tinh hoặc nhựa, pin mặt trời song song linh hoạt được làm từ vật liệu nhẹ nên có thể dễ dàng uốn cong và tạo hình thành nhiều hình dạng khác nhau. Điều này mở ra khả năng tích hợp trực tiếp việc sản xuất năng lượng mặt trời vào việc thiết kế và xây dựng các sản phẩm và tòa nhà trên khắp thế giới, từ các thành phố, đến mặt trăng và sao Hỏa.
Đột phá cốt lõi: Mỏng hơn sợi tóc, cứng hơn thép
Tế bào song song linh hoạt tiên tiến đầu tiên thuộc loại này là trung tâm của cuộc cách mạng này. Không giống như các tấm silicon giòn, các nhà nghiên cứu đã hoàn thiện chất nền linh hoạt ở đỉnh cao của hai công nghệ mỏng hơn sợi tóc người. Tế bào xếp chồng lên nhau một cách chiến lược một lớp perovskite có chức năng thu ánh sáng khả kiến, bên trên một chất nền silicon tinh thể siêu mỏng có chức năng thu ánh sáng trong phổ hồng ngoại. Loại tế bào đặc biệt này hoạt động hiệu quả nhất trên thị trường vì nó có thể thu được phổ ánh sáng rộng nhất. Thành tựu quan trọng nhất là các tế bào này có thể được uốn cong, cuộn và uốn cong hàng nghìn lần mà không làm giảm hiệu suất đáng kể nhờ vào các vật liệu nano-tiên tiến và lớp phủ bảo vệ. Tiến sĩ Lena Chen từ trung tâm nghiên cứu hàng đầu cho biết: "Chúng tôi không còn chỉ sản xuất pin mặt trời nữa; chúng tôi đang chế tạo các loại vải quang tử có độ bền-hiệu suất cao".
Từ phòng thí nghiệm đến cuộc sống: Bình minh của năng lượng mặt trời phổ biến
Bước đột phá này hứa hẹn sẽ đưa năng lượng mặt trời vượt xa các mái nhà và trang trại năng lượng mặt trời, thúc đẩy làn sóng ứng dụng đột phá:
Môi trường xây dựng được mô phỏng lại:Hãy xem xét các tòa nhà chọc trời-có kính-tự chịu lực, không có các tấm bên ngoài cồng kềnh mà có lớp phủ trong suốt,{2}}thu hoạch năng lượng trên cửa sổ. Xe điện có thể có mui và mái-hấp thụ năng lượng mặt trời mượt mà, tăng phạm vi di chuyển thêm hàng chục dặm mỗi ngày tính từ mặt trời. Ngay cả những bề mặt thông thường như nhà chờ xe buýt, rào cản tiếng ồn và tấm bạt trồng trọt cũng có thể trở thành nguồn năng lượng cục bộ.
Quyền lực ở rìa của nền văn minh và xa hơn:Các cộng đồng-không có lưới điện từ xa và các hoạt động cứu trợ thiên tai sẽ sử dụng những tấm thảm năng lượng mặt trời nhẹ, có thể cuộn lại để tạo ra năng lượng mạnh mẽ và di động. Lĩnh vực hàng không vũ trụ đã được điện khí hóa đặc biệt. Hiệu suất cao và trọng lượng cực thấp-đã trở thành tiêu chuẩn của vệ tinh và trạm vũ trụ. Những tấm pin linh hoạt này có thể được xếp gọn để phóng và sau đó được trải ra trên quỹ đạo để cung cấp năng lượng chưa từng có cho hoạt động khám phá không gian sâu-và sản xuất{6}}trên quỹ đạo. Chúng đã được các công ty vũ trụ tư nhân tạo mẫu cho môi trường sống trên mặt trăng trong tương lai.
Định hướng con đường tiếp cận thị trường: Những thách thức và con đường phía trước
Con đường từ khám phá trong phòng thí nghiệm đến thương mại hóa toàn cầu có rất nhiều thách thức--thực tế{2}}trong thế giới thực cần phải vượt qua. Một trong những trở ngại kỹ thuật quan trọng là tăng cường quy mô lắng đọng chính xác các lớp perovskite với số lượng lớn-sản xuất hàng loạt. Một tiêu chí quan trọng khác để công nghệ pin mặt trời perovskite được chấp nhận rộng rãi là khả năng chịu đựng các điều kiện khắc nghiệt ngoài trời (tức là bức xạ tia cực tím (UV) ở cấp độ sa mạc và chu kỳ đóng băng/tan băng) trong tối thiểu 25–30 năm.
Kết luận: Một tương lai linh hoạt
Công nghệ năng lượng mặt trời đang phát triển vượt ra ngoài những thiết kế cố định, lớn mà chúng ta quen nhìn thấy, bước vào một kỷ nguyên mới nơi năng lượng mặt trời có thể được cung cấp ở nhiều nơi cùng một lúc và có nhiều dạng khác nhau. Một bước quan trọng trong quá trình chuyển đổi này đã được thực hiện với pin mặt trời song song linh hoạt, cho phép chúng ta tạo ra năng lượng theo cách phân tán hơn, gần như vô hình và tích hợp hơn. Khi các công nghệ quang điện linh hoạt trở nên phổ biến, chúng sẽ thay đổi cách chúng ta nghĩ về thiết kế của mọi thứ, từ thiết bị, ô tô, tòa nhà và thậm chí cả hy vọng sống trên các hành tinh khác của chúng ta. Tương lai của năng lượng mặt trời không chỉ tươi sáng; nó sẽ linh hoạt, bền bỉ và hầu như không giới hạn.
