Các tế bào năng lượng mặt trời mỏng và linh hoạt hứa hẹn đầy triển vọng, có thể được áp dụng cho tất cả các loại bề mặt không đều, cong, gồ ghề. Mỏng hơn cả sợi tóc người, pin mặt trời nhẹ mới của các nhà khoa học MIT tiếp tục mở rộng phạm vi trong không gian này.

Nhóm khoa học tại MIT đã tìm cách phát triển công nghệ này dựa trên những tiến bộ trước đây của họ trong khoa học vật liệu, mà đỉnh cao là vào năm 2016 đã tạo ra các tế bào năng lượng mặt trời siêu mỏng, đủ nhẹ để đặt trên đỉnh một quả bong bóng xà phòng mà không làm vỡ nó.

Với loại pin mặt trời mỏng, nhẹ và linh hoạt khác được nhóm nghiên cứu trong nhiều năm, công nghệ này mang lại tiềm năng thu năng lượng mặt trời từ các thiết bị nhỏ gọn

Mặc dù có tiềm năng, nhóm nghiên cứu vẫn còn một số vấn đề cần giải quyết, với kỹ thuật chế tạo pin mặt trời đòi hỏi buồng chân không và phương pháp lắng đọng đắt tiền. Để mở rộng quy mô công nghệ, các nhà khoa học hiện đã chuyển sang các vật liệu có thể in được bằng mực để hợp lý hóa quy trình.

Điều này bắt đầu với vật liệu nano ở dạng mực bán dẫn có thể in được. Chúng được lắng đọng trên một đế nhựa chỉ dày 3 micromet, cùng với một điện cực có thể in được, để tạo thành một mô-đun năng lượng mặt trời. Sau đó, mô-đun đó có thể được ứng dụng linh hoạt trên nhiều bề mặt, thậm chí là trên bề mặt một chiếc áo khoác.

Sản phẩm hoàn thiện là một tấm pin mặt trời linh hoạt và siêu nhẹ với trọng lượng chỉ bằng 1% so với các tấm pin mặt trời thông thường nhưng có khả năng tạo ra điện năng gấp 18 lần trên mỗi kg. Trong quá trình thử nghiệm, nhóm nhận thấy pin mặt trời có thể tạo ra 370 watt trên mỗi kg khi dính vào vải, nhưng lên tới 730 watt khi ứng dụng trên các panel.

Nhóm nghiên cứu cho biết: “Việc lắp đặt năng lượng mặt trời trên mái nhà điển hình ở Massachusetts là khoảng 8.000 watt. Để tạo ra cùng một lượng điện năng đó, hệ thống quang điện bằng vải của chúng tôi sẽ chỉ nặng khoảng 20kg”.

Các thí nghiệm cho thấy rằng tấm pin mặt trời bằng vải có thể được cuộn lại và mở ra với kích thước hơn 500 lần trong khi vẫn giữ được 90% khả năng phát điện, đồng thời là vẫn có độ bền cao. Trong số các vấn đề mà nhóm đang nỗ lực giải quyết từ đây là vấn đề cân nặng, với một số dạng bao bì siêu mỏng cần thiết để bảo vệ pin mặt trời khỏi các yếu tố ngoại cảnh.

Nếu những loại vấn đề này có thể được giải quyết, cấu hình mỏng và trọng lượng nhẹ của pin mặt trời có thể ứng dụng trên nhiều bề mặt. Có thể áp dụng cho buồm thuyền, bên ngoài lều trong các tình huống khắc phục thảm họa hoặc cánh của máy bay không người lái là một số ví dụ được đưa ra, nhưng về lý thuyết, chúng có thể được triển khai ở hầu hết mọi nơi cho mục đích phát điện.