Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan đã giới thiệu trên tạp chí Energy & Environmental Science về Photovoltatronics - một lĩnh vực nghiên cứu mới hướng tới mục tiêu tạo ra những tấm pin mặt trời có khả năng tương tác với nhau và với các thiết bị ở xung quanh để đưa điện năng đến đúng nơi cần đến.

Cho đến nay, pin mặt trời chủ yếu đang được sử dụng như một nguồn năng lượng hữu ích. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Đại học công nghệ Delft tin năng lượng mặt trời có thể làm được nhiều hơn thế nếu các tấm pin mặt trời được sử dụng theo nhiều cách khác nhau. Miro Zeman, giáo sư Đại học Công nghệ Delft giải thích: “Thông thường, những tấm pin mặt trời sẽ thu nhận ánh sáng và cung cấp điện năng. Các hạt ánh sáng thuộc loại này được gọi là photon còn các hạt mang điện là electron. Cả photon và electron đều là các vật mang năng lượng. Ý tưởng của chúng tôi là tìm ra được một phương thức thông minh để kết hợp hai đặc điểm này và hợp nhất chức năng chứa năng lượng và thông tin vào trong một thiết bị. Điều này sẽ cho phép chúng ta thiết kế ra những tấm pin mặt trời với thành phần mới không chỉ tạo ra điện mà còn có thể xử lý thông tin. Các tấm pin này sẽ có khả năng “giao tiếp” với nhau và với các thiết bị khác, cũng như đảm bảo rằng tất cả điện năng sản xuất ra có thể đến đúng nơi cần đến. Đó là cách chúng ta sẽ mở ra một cuộc cách mạng năng lượng mặt trời thông minh”

Theo dự đoán của Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA), đến năm 2050, điện mặt trời sẽ đáp ứng ít nhất một phần tư nhu cầu năng lượng của con người. Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều thách thức liên quan đến việc sử dụng loại năng lượng này. Một trong số đó là câu hỏi: làm thế nào để có thể thu được tối đa lợi ích từ năng lượng mặt trời trong môi trường đô thị. Và làm thế nào để năng lượng này có thể sử dụng được trong các căn phòng như phòng khách của chúng ta? “Ta sẽ chỉ trả lời được câu hỏi đó nếu kết hợp tất cả các lĩnh vực chuyên môn khác nhau vào thành một lĩnh vực nghiên cứu”, Zeman nói. “Đó là lý do tại sao Photovoltatronics sẽ là một chất xúc tác quan trọng trên hành trình hướng tới một tương lai bền vững”.

Trả lời câu hỏi tại sao người ta lại đặt kỳ vọng vào Photovoltatronic nhiều như vậy, nhà nghiên cứu Ziar cho rằng: “Đơn giản là bởi Photovoltatronic kết hợp được nhiều lĩnh vực nghiên cứu. Sớm thôi, các tấm pin mặt trời sẽ được trang bị trí thông minh, khả năng lưu trữ năng lượng và khả năng kết nối (không dây). Những tấm quang năng sẽ không chỉ sản xuất ra năng lượng một cách thụ động nữa mà sẽ thực sự đóng vai trò chủ động trong đời sống xã hội. Hãy thử tưởng tượng về những tấm pin mặt trời được tích hợp vào các cửa sổ để có thể vừa điều hòa ánh sáng trong tòa nhà, lại vừa làm mát và che nắng cùng một lúc. Rồi có thể, các tấm pin mặt trời dưới lớp vải bọc của sofa cũng sẽ có khả năng tạo ra năng lượng, hay những chiếc đèn trong nhà sử dụng năng lượng mặt trời cũng sẽ biết tự bật khi nhận thấy trời quá tối”.

Các tác giả tin rằng lĩnh vực nghiên cứu mới này có thể đem đến những đóng góp quan trọng cho một tương lai bền vững. Phó giáo sư Isabella Olindo nhận định: “Với sự trợ giúp của thiết bị điện tử và phần mềm xử lý dữ liệu, chúng ta sẽ có thể tích hợp thêm trí thông minh vào các tấm pin mặt trời. Khi ấy, nếu gắn một viên pin vào dưới đáy của tấm pin mặt trời thì lượng điện năng dư thừa không thể xử lý được hoàn toàn sẽ được lưu trữ vào viên pin đó. Công nghệ này sẽ không chỉ giới hạn sử dụng trong môi trường đô thị mà thậm chí có thể áp dụng vào các ứng dụng y tế. Chỉ cần tưởng tượng - bạn có thể tạo ra một viên pin mặt trời siêu nhỏ có khả năng chuyển đổi tia hồng ngoại (thành phần của ánh sáng mặt trời) thành điện năng và đưa nó vào cơ thể của mình. Với sự hỗ trợ của các cảm biến tích hợp, lượng điện năng này sau đó sẽ có thể giúp làm tăng nhịp tim của bạn và kích thích sự tuần hoàn mạch máu”.□