Các nhà nghiên cứu tại đại học Texas nói rằng có khả năng để tăng cường mức năng lượng trong từng tế bào năng lượng mặt trời bằng việc khai thác cái mà họ gọi là “trạng thái vô hình” của photon, tăng gấp đôi số lượng electron có thể thu được trong quá trình. Phát hiện này trên lý thuyết có thể tăng hiệu quả tối đa các tể bào năng lượng mặt trời silicon từ 31 lên 44%.

Tăng cường hiệu quả tế bào năng lượng mặt trời

Các nghiên cứu trước đây dưới sự chỉ đạo của nhà hóa học Xiaoyang Zhu đã cho thấy trên lý thuyết có thể đẩy mức độ hiệu quả lên đến 66% nếu các tế báo được tạo ra để khai thác “electron nóng”, năng lượng nhiệt còn lại biến mất trong khoảng một giây sau khi tế bào hút một photon. Tuy nhiên việc thu hoạch các photon từ ánh sáng mặt trời “tập trung” trong thực tế là không thể.

Nhưng phát hiện mới nhất của nhóm nghiên cứu đã tìm ra phương thức thay thế khác giúp tăng cường hiệu quả. Chất nhựa bán dẫn hữu cơ pentacene, khi hấp thụ một photon sẽ tạo ra một exciton cơ học lượng tử cùng với một multiexciton “trạng thái vô hình”. Theo cách này, một photon có thể cung cấp gấp đôi số electrons. Và quá trình này theo nhà hóa học Zhu có thể thấy mức hiệu quả năng lượng sẽ tăng đến 44% mà không cần tới tác động của chùm năng lượng tập trung.

“Nhựa bán dẫn tạo ra tế bào năng lượng mặt trời là một lợi thế vô cùng lớn vì chi phí thấp”, Zhu phát biểu: “Kết hợp với khả năng lớn trong thiết kế và tổng hợp phân tử, khám phá của chúng tôi mở ra một cánh cửa mới cho việc chuyển đổi năng lượng với hiệu quả cao”.