Nghiên cứu mới cho thấy rằng việc xây dựng các mái vòm nhỏ trên bề mặt pin mặt trời hữu cơ có thể tăng hiệu suất lên tới 66%, đồng thời thu được ánh sáng từ góc rộng hơn. Pin mặt trời thường có bề mặt phẳng, giúp tối đa hóa lượng bề mặt tiếp xúc với ánh sáng mặt trời tại bất kỳ thời điểm nào. Thiết kế này hoạt động tốt nhất khi Mặt trời ở trong một góc nhất định, do đó các tấm thường nghiêng trong khoảng từ 15o đến 40o để tận dụng tối đa ánh sáng mặt trời trong ngày.
Các nhà khoa học đã thử nghiệm các hình dạng khác cho bề mặt, bao gồm cả việc tích hợp thêm các hạt nano tí hon hình cầu bằng silica để luân chuyển ánh sáng mặt trời để cho phép thiết bị thu được nhiều năng lượng hơn. Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học tại Đại học Abdullah Gül ở Thổ Nhĩ Kỳ đã thực hiện các mô phỏng có thể thúc đẩy khả năng hấp thụ của các bề mặt pin mặt trời.
Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu các tế bào quang điện được chế tạo bằng polyme hữu cơ có tên P3HT:ICBA, phía trên một lớp nhôm và chất nền PMMA, được phủ một lớp bảo vệ trong suốt bằng indium tin oxide (ITO). Cấu trúc hạt nano này được giữ xuyên suốt toàn bộ hệ thống pin mặt trời mới.
So với các bề mặt phẳng, pin mặt trời với các hạt nano cho thấy khả năng hấp thụ ánh sáng được cải thiện lần lượt là 36% và 66%, tùy thuộc vào độ phân cực của ánh sáng. Lớp hạt nano tích hợp đó cũng cho phép ánh sáng đi vào từ nhiều hướng hơn so với bề mặt phẳng, mang lại góc bao phủ lên tới 82o.
Mặc dù nhóm nghiên cứu chưa thực sự chế tạo được phiên bản vật lý của các pin mặt trời này nhưng nếu nguyên lý này hoạt động thì nó có thể hữu ích không chỉ cho năng lượng mặt trời trên mái nhà mà còn trong các hệ thống có điều kiện ánh sáng thay đổi, như thiết bị điện tử đeo trên người.
Nhóm nghiên cứu nhận định: “Với đặc tính hấp thụ và đa hướng được cải thiện, các hạt nano được đề xuất sẽ mang lại lợi ích trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau của pin mặt trời hữu cơ, chẳng hạn như thiết bị y sinh, cũng như các ứng dụng như cửa sổ phát điện và nhà kính…”
