Trong nhiều thập kỷ, rào cản lớn nhất đưa điện mặt trời trở nên phổ biến tại các khu dân cư không chỉ nằm ở chi phí mà còn ở yếu tố thẩm mỹ.
Những tấm pin năng lượng mặt trời truyền thống với bề mặt đen sẫm, khung kim loại thô kệch thường bị coi là "vật thể lạ" làm phá vỡ kiến trúc tổng thể của ngôi nhà.
Tuy nhiên, một bước tiến đột phá từ các nhà nghiên cứu tại Viện Hệ thống Năng lượng Mặt trời Fraunhofer ISE (có trụ sở tại Freiburg, Đức) đã thay đổi hoàn toàn cục diện này với công nghệ pin năng lượng mặt trời màu sắc, có khả năng ngụy trang hoàn hảo thành ngói lợp mái mà vẫn giữ được hiệu suất đáng kinh ngạc.
Công nghệ mới cho phép các tấm pin mặt trời mô phỏng chính xác màu sắc và kết cấu của các loại vật liệu xây dựng phổ biến như ngói đất nung đỏ, đá phiến xám hay thậm chí là gạch xanh lá.
Điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với các công trình kiến trúc cổ điển, các tòa nhà trong khu bảo tồn di sản – nơi mà việc lắp đặt các tấm pin xanh đen hiện đại thường bị cấm đoán để bảo vệ cảnh quan.
Giờ đây, hệ thống năng lượng mặt trời không còn là một thành phần "lắp thêm" mà có thể được tích hợp liền mạch hơn vào các tòa nhà.
"Công nghệ này đặc biệt thú vị đối với các module được thiết kế để tích hợp vào mặt tiền, hệ thống quang điện tích hợp trên mái nhà, hoặc thậm chí là lan can, đặc biệt là trên các công trình kiến trúc lịch sử", Tiến sĩ Martin Heinrich, nhà nghiên cứu tại Fraunhofer ISE, đồng thời là trưởng nhóm nghiên cứu về bao bọc và tích hợp quang điện, cho biết.
Tấm pin năng lượng mặt trời nhìn giống ngói lợp mái nhà mà vẫn duy trì được hiệu suất đáng kinh ngạc. Ảnh: Fraunhofer ISE
Để đạt được vẻ ngoài giống ngói lợp mà không làm giảm hiệu suất, các nhà khoa học đã không sử dụng các loại thuốc nhuộm hay lớp sơn thông thường. Thay vào đó, họ áp dụng công nghệ mang tên ShadeCut, lấy cảm hứng từ cấu trúc sinh học trên cánh bướm Morpho.
Màu sắc của cánh bướm không đến từ sắc tố hóa học mà đến từ các cấu trúc vi mô tán xạ ánh sáng. Áp dụng nguyên lý này, lớp phủ trên tấm pin năng lượng mặt trời ShadeCut được tạo thành từ các màng mỏng được cắt chính xác bằng laser.
Những đường cắt siêu nhỏ này cho phép các bước sóng ánh sáng nhất định phản xạ lại mắt người để tạo ra màu sắc mong muốn, trong khi đại đa số ánh sáng mặt trời vẫn có thể xuyên qua lớp phủ để đi sâu vào các tế bào quang điện bên dưới.
Trước đây, các tấm pin năng lượng mặt trời màu sắc thường bị chỉ trích vì hiệu suất kém, đôi khi mất tới 10-45% công suất do lớp màu ngăn cản ánh sáng.
Tuy nhiên, điểm gây kinh ngạc nhất của công nghệ ShadeCut chính là khả năng duy trì 95% hiệu suất so với các tấm pin năng lượng mặt trời tiêu chuẩn không phủ màu.
Rõ ràng, sự kết hợp giữa hiệu quả năng lượng và thiết kế tinh tế mở ra một kỷ nguyên mới cho kiến trúc xanh. Các kiến trúc sư giờ đây có thể tự do sáng tạo mà không bị bó hẹp bởi diện mạo của các tấm pin năng lượng mặt trời.
Minh Đức (Theo Interesting Engineering, PV Europe)
