Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Delft đã phát triển một phương pháp hoàn toàn hữu cơ để chế tạo màng titan oxit (titania) dùng trong các loại pin mặt trời.

Hình minh họa. Nguồn: CC0 Public Domain

Đưa một loại enzym thường thấy trong quả đu đủ mang tên papain vào sử dụng trong một quy trình mạ nhúng đơn giản, các nhà khoa học đã có thể tạo ra các tấm titania hữu cơ. Thông thường, việc sản xuất các tấm phim titania đòi hỏi nhiều yếu tố như nhiệt độ cao, chi phí tốn kém và công nghệ cao cấp. Tuy nhiên, với phương pháp mới, Tiến sĩ Duncan McMillan và các cộng sự chỉ cần làm nóng các vật liệu hữu cơ trong lò nướng thông dụng, để chúng bay hơi là đã có các màng titania với cấu trúc xốp.

Edward van Amelrooij, một sinh viên theo học bằng Thạc sỹ môn Vật lý Ứng dụng, đã thử nghiệm sản xuất những pin mặt trời chất màu nhạy quang (dye-sensitized solar cells) đầu tiên sử dụng quy trình sản xuất mới.

Các phương pháp sản xuất hiện tại đòi hỏi phải có máy hút chân không mạnh hoặc nhiều thiết bị chuyên dụng để nung nóng các mẫu pin ở nhiệt độ 600°C. Quy trình này không chỉ gây tốn kém mà còn tạo ra các lớp không thể xếp chồng lên nhau, dẫn đến diện tích bề mặt tấm pin bị hạn chế.

Ngược lại, phương pháp mới bằng cách lắng đọng enzym chỉ trong vài phút, có thể tạo ra quá trình bay hơi cần thiết với nhiệt độ lò nướng gia dụng. Đáng ngạc nhiên hơn nữa, bằng phương pháp này, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra ít nhất 50 lớp titania xếp chồng lên nhau. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra các lớp titania này có độ xốp rất cao, nhờ vậy mà diện tích bề mặt được mở rộng và hiệu quả của pin mặt trời được cải thiện.

Vì có thể dễ dàng thực hiện, phương pháp mới đã mở ra khả năng sản xuất các tấm phim titania chi phí thấp một cách bền vững. Hiện các nhà nghiên cứu đang tiếp tục nâng cao hiệu quả và độ ổn định của các tấm pin bằng nhiều chất nhạy quang khác nhau và điều chỉnh độ xốp của các lớp titania.

Nguồn: https://techxplore.com/news/2020-03-solar-cells-enzymes-papaya-fruit.html