Lắp đặt hệ pin Mặt trời sử dụng kính chống phản xạ để đo đạc hiệu suất.
Nhờ lớp phủ chống phản xạ tăng cường mà hiệu suất của tấm pin năng lượng Mặt trời có thể tăng thêm hàng chục phần trăm mà vẫn bảo đảm khả năng chống bám bụi.
TS Nguyễn Vũ Giang, Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và cộng sự vừa thực hiện nhiệm vụ: “Nghiên cứu chế tạo màng phủ chống phản xạ cho kính tấm nhằm ứng dụng cho tấm panel pin năng lượng Mặt trời” với kết quả đánh giá xuất sắc.
TS Nguyễn Vũ Giang cho biết, pin Mặt trời đã trở thành một trong những giải pháp năng lượng tái tạo có chi phí thấp nhất và hiệu quả nhất trong việc chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện hoặc nhiệt.
Ngày nay, pin Mặt trời có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như điện tử, công nghiệp, giao thông và y tế. Tuy nhiên, để khai thác tối đa công suất của pin Mặt trời, cần giải quyết một số vấn đề kỹ thuật và công nghệ, trong đó có việc chế tạo màng phủ chống phản xạ cho kính tấm bảo vệ của pin Mặt trời.
Hiệu suất pin Mặt trời là thông số cho thấy phần năng lượng Mặt trời (quang năng) chuyển đổi thành dòng điện (điện năng). Hay nói cách khác đây là tỷ lệ % giữa năng lượng điện từ và năng lượng Mặt trời. Hiệu suất pin càng cao thì sản lượng điện thực tế của hệ thống càng cao và diện tích lắp đặt càng thấp.
Hiệu suất pin Mặt trời đề cập đến phần năng lượng dưới dạng ánh sáng Mặt trời có thể được chuyển đổi thông qua quang điện thành điện năng bởi pin Mặt trời. Hiệu suất của pin Mặt trời được sử dụng trong hệ thống quang điện, kết hợp với vĩ độ và khí hậu, quyết định sản lượng năng lượng hàng năm. Lớp màng phủ chống phản xạ có cấu trúc bề mặt kín giúp tăng khả năng truyền ánh sáng của kính tấm, giảm thiểu sự phản xạ và nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin Mặt trời. Khả năng chống bám bụi của kính bảo vệ sử dụng công nghệ chế tạo đặc biệt: Tạo lớp màng phủ xốp đa lớp, có bề mặt kín do đó làm giảm chiết suất lớp màng đáng kể.
Từ những lý do trên, nhóm các nhà khoa học của Viện Kỹ thuật nhiệt đới đã nghiên cứu thành công màng phủ kính chống phản xạ SiO2-TiO2 (Silic Dioxit và Titan Dioxit) có cấu trúc bề mặt kín dưới dạng nanocomposite của các hạt kích thước nanomet TiO2 và SiO2. Kích thước của các hạt nano SiO2 nằm trong khoảng 10-30 nm, đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật của màng phủ kính bảo vệ pin năng lượng Mặt trời.
Sau khi chế tạo thành công vật liệu, nhóm đã tiến hành đánh giá hiệu suất của tấm pin. Kết quả, ánh sáng truyền qua của kính bảo vệ pin đã tăng lên đáng kể sau khi phủ vật liệu nanocomposite SiO2-TiO2, cụ thể tăng từ 90,2% lên 97,5% tại bước sóng 550 nm, giúp tăng cường hiệu suất chuyển hóa năng lượng của pin nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu chống bám bụi của kính.
Kính được thiết kế để tối ưu hóa việc chuyển đổi năng lượng Mặt trời đồng thời bảo vệ lâu dài khỏi các điều kiện bên ngoài. Kính siêu trong, với hàm lượng oxit sắt thấp thường được sử dụng trong các ứng dụng năng lượng Mặt trời. Kính nổi hoặc có hoa văn có thể được phủ một lớp chống phản xạ để tăng thêm hiệu suất. Lớp phủ dẫn điện trong suốt cũng có thể được sử dụng làm chất tiếp xúc điện trong một số công nghệ cho phép ánh sáng xuyên qua vật liệu quang điện trong khi dẫn điện chung ra khỏi các mô-đun. Kính cũng có thể được cường lực để tăng sức mạnh và độ bền. Tấm kính của tấm năng lượng Mặt trời là một trong những rào cản quan trọng bảo vệ các tế bào quang điện chống lại các tác nhân bên ngoài gây hại, chẳng hạn như nước, hơi và bụi bẩn. Tấm kính cũng cung cấp độ phản xạ thấp, độ truyền sáng cao và độ bền cao.
TS Nguyễn Vũ Giang cho biết, sản phẩm của nhiệm vụ bước đầu đã được một số doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp pin Mặt trời trong nước quan tâm và đã ký thỏa thuận hợp tác tiếp tục phát triển ứng dụng trên dây chuyền sản xuất công nghiệp.
Nhờ thành công này mà nhóm nghiên cứu đã được cấp bằng độc quyền Giải pháp hữu ích: “Quy trình chế tạo lớp phủ chống phản xạ và nền bao gồm lớp phủ chống phản xạ”. Nhóm cũng đã đã công bố một bài báo trên tạp chí quốc tế (SCIE) Materials Letters và trên tạp chí chuyên ngành trong nước; hướng dẫn một học viên thạc sĩ đã bảo vệ luận văn tốt nghiệp đạt kết quả xuất sắc.
Link gốc