Quá trình chuyển đổi năng lượng ở Đức, Châu Âu và trên toàn thế giới đang thúc đẩy nhu cầu mạnh mẽ về tấm pin mặt trời. Bên cạnh năng suất năng lượng cao, tính thẩm mỹ và sự chấp nhận cũng là những yếu tố ngày càng quan trọng. Để đáp ứng những xu hướng này, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Viện Hệ thống Năng lượng Mặt trời Fraunhofer ISE đã phát triển một bộ phận mặt tiền sử dụng năng lượng mặt trời cải tiến có thể được tích hợp vào bên ngoài tòa nhà một cách gần như vô hình và không làm giảm hiệu quả đáng kể.
Các tấm pin mặt trời cải tiến có thể được sản xuất với nhiều màu sắc khác nhau. Tín dụng: Piotr Banczerowski
Với sự phát triển của công nghệ phủ MorphoColor, các chuyên gia đã góp phần quan trọng vào việc mở rộng hệ thống quang điện tích hợp ở Đức. Với dự án đột phá này, họ sẽ được trao Giải thưởng Joseph von Fraunhofer vào năm 2024.
Hệ thống quang điện không phải là một tính năng thiết kế phổ biến giữa các kiến trúc sư và chủ sở hữu tòa nhà. Các nhà nghiên cứu, Tiến sĩ Oliver Höhn, Tiến sĩ Thomas Kroyer và Andreas Wessels từ Fraunhofer ISE, có trụ sở tại Freiburg, đã đặt ra mục tiêu thay đổi điều đó bằng cách phát triển các tấm pin mặt trời có màu sắc đẹp mắt về mặt thẩm mỹ, có màu sắc bão hòa, ổn định về mặt góc với hiệu suất giảm tối thiểu, vì vậy chúng có thể tích hợp thực tế vô hình vào bên ngoài tòa nhà.
Lấy cảm hứng từ những con bướm hình thái
Có hai yếu tố quan trọng đối với các tấm pin mặt trời để sử dụng quang điện tích hợp trong tòa nhà. Đầu tiên, chúng cần hoạt động về mặt quang học giống như một phần tử màu truyền thống và thứ hai, chúng vẫn có thể tạo ra nhiều năng lượng nhất có thể. Để giải quyết thách thức này, các nhà nghiên cứu đã tìm đến thiên nhiên để tìm cảm hứng và tìm thấy nó ở những con bướm có hình thái.
Kroyer giải thích: “Cấu trúc quang tử 3D trên cánh của một con bướm hình thái cho phép tạo ra ấn tượng màu sắc đậm nét, ổn định về mặt góc cạnh nhờ hiệu ứng giao thoa tổn thất thấp về cơ bản”. Theo mô hình sinh học này, các chuyên gia từ Fraunhofer ISE đã thành công trong việc sử dụng quy trình chân không để áp dụng cấu trúc bề mặt tương tự vào mặt sau của tấm kính che các tấm pin mặt trời của họ. Tùy thuộc vào cấu trúc tinh tế, phương pháp này có thể được sử dụng để sản xuất tấm phủ thủy tinh với nhiều màu sắc khác nhau.
Hệ thống lớp phủ cho các tấm pin mặt trời màu hiện đã vượt qua mô hình sinh học về tính chất của nó. Wessels giải thích: “Các phép đo độc lập xác nhận rằng các tấm pin mặt trời màu có lớp phủ MorphoColor có thể đạt được khoảng 95% công suất so với tấm pin không được phủ tương đương”. Điều đó làm cho công nghệ MorphoColor vượt trội hơn nhiều so với tất cả các công nghệ tương đương khác hiện có trên thị trường.
Công nghệ MorphoColor: Giải pháp plug-in đa năng có tiềm năng cho tương lai
Giải pháp plug-in có thể được sử dụng với tất cả các công nghệ năng lượng mặt trời tiêu chuẩn có sẵn trên thị trường cũng như những công nghệ có thể thấy trước trong tương lai, ngoài ra nó còn có thể được sản xuất công nghiệp với chi phí thấp. Công nghệ tế bào và bảng điều khiển có bề ngoài đồng nhất đặc biệt phù hợp. Chúng bao gồm pin mặt trời tiếp xúc phía sau và công nghệ ma trận ván lợp cũng được phát triển tại Fraunhofer ISE—một phương pháp lắp ráp gợi nhớ đến một bức tường gạch.
"Trong công nghệ ma trận ván lợp, liên kết dính dẫn điện của pin mặt trời giúp loại bỏ sự cần thiết của các đầu nối kim loại phản chiếu giữa các tế bào, dẫn đến bề ngoài đồng nhất. Điều đó có nghĩa là công nghệ pin mặt trời vẫn hoàn toàn vô hình đằng sau lớp màu. Và điều đó đến lượt nó cho phép tích hợp hình ảnh hoàn chỉnh và mang tính thẩm mỹ vào mặt tiền hoặc mái nhà," Höhn giải thích.
Nhãn hiệu MorphoColor đã được đăng ký tại EU, Thụy Sĩ, Trung Quốc, Hoa Kỳ, Nhật Bản và Hàn Quốc. Giấy phép đã được cấp vào năm 2023 cho Megasol Energie AG có trụ sở tại Thụy Sĩ, nhà sản xuất tấm pin mặt trời cũng như hệ thống lắp đặt trên mái nhà và mặt tiền hàng đầu châu Âu hiện đang triển khai công nghệ MorphoColor trên thị trường.
Tích hợp các tấm pin mặt trời vào xe cộ là một lĩnh vực phát triển đầy hứa hẹn khác. Fraunhofer ISE đã giới thiệu mui xe và mui xe bằng kính tích hợp các tấm pin mặt trời MorphoColor tại triển lãm thương mại ô tô IAA. Tất cả các nhà sản xuất ô tô lớn của Đức đều tỏ ra rất quan tâm đến công nghệ mới.
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
