Các chuyên viên nghiên cứu tại Viện Fraunhofer về Hệ thống năng lượng mặt trời (ISE) ở Freiburg, Đức, vừa phát triển một kỹ thuật đầy thú vị về pin mặt trời.
Kỹ thuật mới mang tên ShadeCut cho phép các tấm quang năngi (PV) bắt chước hình dáng của ngói lợp, từ đó hòa hợpliền mạch với thiết kế của các tòa nhà. Kỹ thuật này không chỉ tạo ra các họa tiết hình ảnh phức tạp cho các tấm quang năng mà còn duy trì khoảng 95% công suất đầu ra so với các tấm không được phủ lớp này.
Các mẫu cắt từ lá kim loại có thể được xử dụng để bắt chước theo kiểu hình của ngói lợp mà không làm giảm đáng kể hiệu suất của mô-đun điện mặt trời
ẢNH: Viện Fraunhofer ISE
ShadeCut được xây dựng dựa trên công nghệ MorphoColor – một lớp phủ lấy cảm hứng từ sinh học, xử dụng cấu trúc siêu nhỏ để tạo ra màu sắc mà không cần đến các chất tạo màu truyền thống. Công nghệ này cho phép tạo ra các thiết kế giống như ngói lợp, tường xây hoặc thậm chí là các đường nét tùy chỉnh nhờ vào các màng màu đặc biệt với các đường cắt trong suốt.
Tiến sĩ Martin Heinrich, trưởng nhóm nghiên cứu về bao bọc và tích hợp quang điện tại Fraunhofer ISE, cho biết: “Công nghệ này đặc biệt hữu ích cho các mô-đun được thiết kế để tích hợp vào mặt tiền, hệ thống quang điện trên mái nhà, hoặc thậm chí là lan can, đặc biệt là trên các tòa nhà lịch sử”.
Nét nghệ thuật giúp pin mặt trời không còn bị ‘ghẻ lạnh’
Lấy cảm hứng từ đôi cánh óng ánh của loài bướm Morpho, phương pháp MorphoColor xử dụng cấu trúc quang tử 3-Chiều (3D) để điều khiển ánh sáng, tạo ra màu sắc sống động theo góc độ với tổn thất năng lượng tối thiểu. Tiến sĩ Marco Ernst, một trong những chuyên gia phát triển ShadeCut, nói rằng việc cấu trúc và cắt lớp màng tạo màu cho phép tích hợp các hiệu ứng màu sắc và hoa văn phức tạp vào các tấm quang năng.
ShadeCut cho phép tùy chỉnh hệ thống quang điện, ví dụ như thêm chữ hoặc hoa văn
ẢNH: Viện Fraunhofer ISE
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đã áp dụng cấu trúc bề mặt tương tự vào mặt sau của lớp kính bảo vệ các tấm quang điện thông qua kỹ thuật chân không. ShadeCut xử dụng công nghệ điều khiển bằng laser, hoặc CAD, để cắt các họa tiết lên màng phim có lớp phủ MorphoColor, từ đó giúp các tấm quang năng này có thể bắt chước tường gạch hoặc ngói, hòa hợp hoàn hảo với màu sắc xung quanh.
Theo các chuyên viên nghiên cứu, công nghệ MorphoColor đã chứng minh hiệu suất vượt trội so với các mô hình sinh học khác, với khả năng giữ lại khoảng 95% công suất của các tấm quang năng chưa phủ. Đây chính là yếu tố giúp công nghệ này trở nên hấp dẫn hơn cho các ứng dụng mà yếu tố thẩm mỹ đã giới hạn việc xử dụng tấm quang năng.
ShadeCut dự kiến sẽ được giới thiệu tại triển lãm The Smarter E/Intersolar Europe 2026 ở Munich, diễn ra từ ngày 23 đến 25/06. Công nghệ này được kỳ vọng giúp năng lượng mặt trời trở nên dễ chấp nhận hơn trong các khu vực lịch sử và các dự án chú trọng đến thiết kế.
