Một tương lai nơi cửa sổ không chỉ để lấy sáng mà còn cung cấp năng lượng cho các thiết bị trong nhà không còn là giấc mơ viễn tưởng.
Với sự xuất hiện của kính năng lượng mặt trời trong suốt (hay còn gọi là Smart Glass hoặc kính quang điện trong suốt), công nghệ này đang mở ra cơ hội biến các tòa nhà thành những nhà máy điện vô hình, sạch và hiệu quả.
Khác với các tấm pin năng lượng mặt trời truyền thống, vốn hấp thụ toàn bộ ánh sáng nhìn thấy và có màu tối, kính năng lượng mặt trời trong suốt hoạt động một cách tinh tế hơn.
Công nghệ Smart Glass chỉ hấp thụ các tia ultraviolet (UV) và hồng ngoại (IR) – những loại bức xạ mà mắt người không thể nhìn thấy. Nhờ đó, kính vẫn giữ được độ trong suốt, cho phép ánh sáng mắt người có thể nhìn thấy đi qua mà vẫn sinh ra điện năng.
Vật liệu được sử dụng trong các tấm kính "thần thánh" này bao gồm các loại polyme đặc biệt có khả năng hấp thụ năng lượng mà không làm tối kính, và vật liệu perovskite.
Có 2 loại kính năng lượng mặt trời chính, bao gồm kính trong suốt hoàn toàn – trông giống hệt kính thông thường nhưng có hiệu suất thấp hơn; và kính bán trong suốt – cân bằng giữa khả năng sinh điện và độ truyền sáng, phù hợp cho các ứng dụng thực tế.
Ảnh minh họa.
Kính năng lượng mặt trời trong suốt Smart Glass có thể được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như kiến trúc bền vững, nơi mà Điện mặt trời Tích hợp Tòa nhà (BIPV) đã trở thành xu hướng ở châu Âu và Mỹ.
Các tòa nhà sử dụng kính này có thể tự sản xuất một phần năng lượng, giảm phụ thuộc vào lưới điện.
Trong lĩnh vực giao thông vận tải, các nhà sản xuất đang thử nghiệm kính này trên mái xe điện, tàu hỏa hoặc tàu thuyền, giúp sạc pin ngay cả khi phương tiện không hoạt động.
Smart Glass có thể được sử dụng cho đèn đường, đèn giao thông hoặc bảng quảng cáo đô thị, tạo ra các hệ thống năng lượng độc lập và sạch.
Ngoài ra, các thiết bị điện tử, từ đồng hồ thông minh đến kính tự sạc, đều có thể ứng dụng công nghệ này để giúp thiết bị hoạt động mà không cần ổ cắm điện.
Điểm nổi bật của kính năng lượng mặt trời trong suốt là tính thẩm mỹ vì kính này không làm thay đổi thiết kế của tòa nhà hay sản phẩm, hoạt động một cách "vô hình".
Mặc dù đầy tiềm năng, kính năng lượng mặt trời trong suốt vẫn đối mặt với một số hạn chế. Giống như tất cả các công nghệ mới, rào cản chính nằm ở chi phí.
Kính trong suốt hoàn toàn có giá lên tới 400 USD/m2, trong khi kính bán trong suốt rẻ hơn, khoảng 80 USD/m2, nhưng vẫn đắt hơn nhiều so với tấm pin năng lượng mặt trời truyền thống.
Hiệu suất chuyển đổi năng lượng của kính quang điện trong suốt chỉ đạt khoảng 7-10%, so với 20-25% của các tấm quang năng thông thường.
Ngoài ra, vật liệu perovskite, dù hiệu quả, vẫn dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và mất hiệu suất theo thời gian. Thêm vào đó, hiệu quả của kính phụ thuộc vào tia UV và IR, nên ở những khu vực nhiều mây hoặc bóng râm, sản lượng điện sẽ giảm.
Dù còn những thách thức, kính năng lượng mặt trời trong suốt đang mở đường cho một cuộc cách mạng năng lượng. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực cải thiện hiệu suất, độ bền và giảm chi phí sản xuất.
Trong tương lai, công nghệ này hứa hẹn có thể biến các tòa nhà chọc trời, hay thậm chí các thiết bị điện tử cá nhân, thành nền tảng tận dụng ánh sáng mặt trời để tạo ra năng lượng sạch mọi lúc, mọi nơi.
Minh Đức (Theo Lagrada, Ecoticias)
