Kiến tạo tấm pin mặt trời theo mẫu tổ ong giúp tăng hiệu suất vượt trội

Hạn chế lớn của các tấm pin mặt trời hiện nay là hiệu suất giảm đáng kể khi ánh sáng mặt trời không chiếu vuông góc lên bề mặt. Ánh sáng bị phản xạ ra ngoài khiến lượng điện thu được giảm sút. Các kỹ sư đã tìm đến tự nhiên, cụ thể là tổ ong của ong mật, để tìm kiếm giải pháp. Tổ ong vốn được ong xây dựng với cấu trúc hình lục giác đều và tổng thể lõm vào trong tạo ra một hệ thống bắt ánh sáng hiệu quả qua hàng triệu năm phát triển.

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế tấm pin mặt trời 3D với kết cấu tổ ong lục giác, giúp ánh sáng khi chiếu vào không bị phản xạ ra ngoài mà được bức xạ qua lại giữa các mặt bên trong của tổ ong. Cơ chế này tăng lượng ánh sáng được hấp thụ, nâng cao hiệu quả chuyển hóa ánh sáng thành điện năng.

Theo báo cáo của Ecoportal, thí nghiệm so sánh giữa tấm pin truyền thống dạng phẳng với kiểu tổ ong mới cho thấy công suất cực đại tăng tới 142,3% dưới cùng điều kiện ánh sáng. Khi ánh sáng chiếu trực tiếp vuông góc, hiệu suất vẫn cải thiện 36,4%. Đặc biệt ở góc chiếu 60 độ, nơi tấm phẳng thường hoạt động kém nhất, công suất tăng thêm 61,8%.

Thiết kế không chỉ hiệu quả về mặt ánh sáng mà còn sử dụng vật liệu polymer metamaterial 3D linh hoạt, giúp cấu trúc tổ ong có thể ứng dụng trên các bề mặt cong như tòa nhà, xe điện và thậm chí thiết bị hàng không vũ trụ, không chỉ giới hạn trên mặt phẳng như các tấm pin truyền thống.