Nhật Bản phát triển pin Mặt trời siêu mỏng có thể giặt rửa như quần áo

Một nhóm nghiên cứu Nhật Bản đã chế tạo được loại pin mặt trời hữu cơ siêu mỏng, có khả năng chống thấm nước và co giãn, có thể được gắn vào quần áo mà khi giặt không cần tháo ra.

Nhóm nghiên cứu do Riken, cơ quan KH&CN Nhật Bản (JST) và ĐH. Tokyo sáng lập.

Thông thường, các cảm biến trên thiết bị đeo sử dụng pin để hoạt động, tuy nhiên không gian và dung lượng pin khá hạn chế. Mặt khác, điểm yếu nhất của pin truyền thống hiện nay là khả năng chuyển hóa năng lượng chưa cao, không thể uốn dẻo hay chịu nước.

Theo Japan Today, những tấm pin mặt trời do nhóm nghiên cứu Nhật Bản phát triển được phủ chất đàn hồi, có thể cung cấp ít nhất khoảng 1mW điện và dễ dàng gắn lên quần áo. Nhờ đó, người dùng có thể thoải mái sử dụng các thiết bị đeo trong cả ngày dài mà không lo hết pin.

Hiệu suất pin thậm chí vẫn đạt 80% ngay cả khi cả khi chịu lực nén cơ học và khoảng 100 phút ngâm trong nước.

Trước đó, những khó khăn trong công nghệ pin như tính chất khó nhận diện do kích thước quá mỏng, khó ổn định mức hiệu suất cao trong thời gian dài đã khiến ý tưởng pin mặt trời in trên vải chưa thể thành sự thật.

Tuy nhiên với nghiên cứu lần này, nhóm thử nghiệm đã sử dụng loại polymer bán dẫn PNTz4T tự phát triển từ năm 2012. Tấm pin mặt trời hữu cơ có cấu trúc đảo ngược, đạt sự ổn định tuyệt vời về môi trường trên chất nền paralene (vật liệu polyme dày 1μm).

Với pin mặt trời được tách ra từ chất nền thủy tinh, nhóm nghiên cứu đã đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng ở mức 7,9%. Thử nghiệm ngay cả khi ngâm trong nước và cọ rửa trong vòng 120 phút, hiệu suất này chỉ giảm xuống mức 5,4%.

Tại thời điểm phát ra ánh sáng mặt trời theo mô phỏng (công suất 100mW/cm2), pin mặt trời có mật độ dòng ngắn mạch (JSC) là 16,2mA/cm2, điện áp giải phóng (VOC) là 0,71V và hệ số làm đầy là 69%.

Hiện nhóm nghiên cứu đang kỳ vọng sẽ ứng dụng các tấm pin mặt trời này để cấp điện cho các thiết bị đeo, vải điện tử trong tương lai.

TinhHoa tổng hợp