Buzz
Tấm pin mặt trời là một trong những phát minh vĩ đại nhất của nhân loại, và câu chuyện về sự phát triển của nó còn nhiều điều thú vị hơn bạn tưởng.
Năng lượng Mặt Trời, một trong những nguồn năng lượng tái tạo phổ biến và phát triển nhanh chóng hiện nay, đã trải qua một hành trình phát triển đầy ấn tượng. Từ những thử nghiệm ban đầu đến những bước đột phá công nghệ, năng lượng Mặt Trời đã chứng minh tiềm năng của mình trong việc đáp ứng nhu cầu điện ngày càng cao của nhân loại.
Những bước khởi đầu và các thí nghiệm đầy tham vọng
Lịch sử năng lượng Mặt Trời bắt đầu vào năm 1884 khi Charles Fritts, một nhà khoa học tiên phong, lắp đặt tấm pin Mặt Trời quang điện đầu tiên trên một mái nhà ở New York. Mặc dù hiệu suất chỉ dưới 1% trong việc chuyển đổi ánh sáng Mặt Trời thành điện năng, dự án của Fritts đã mở ra một cột mốc quan trọng trong công nghệ năng lượng Mặt Trời. Ông đã sử dụng selen phủ vàng mỏng để tạo ra dòng điện mà ông mô tả là 'liên tục, ổn định và có lực đáng kể'. Tuy nhiên, do chi phí vật liệu cao, dự án không thể phát triển hơn và không trở thành sản phẩm thương mại cạnh tranh.
Hai mươi năm sau, George Cove, một nhà phát minh người Canada, đã tiếp tục công trình của Fritts bằng cách phát triển 'máy phát điện năng lượng Mặt Trời', sử dụng vật liệu bán dẫn tương tự silicon, vật liệu chính trong các tấm pin
Các đột phá trong công nghệ và sự trở lại của năng lượng Mặt Trời
Khi năng lượng Mặt Trời dường như bị lãng quên, nhiều công nghệ quan trọng đã được phát triển, tạo điều kiện cho sự phục hồi của nó. Năm 1918, Jan Czochralski, một nhà hóa học người Ba Lan, đã tình cờ phát hiện phương pháp nuôi cấy tinh thể đơn (monocrystalline), nền tảng của 90% thiết bị điện tử hiện nay, bao gồm cả tấm pin Mặt Trời. Phát hiện này đã thúc đẩy sự phát triển của pin Mặt Trời silicon, do các nhà khoa học tại Bell Labs phát triển vào năm 1954 với hiệu suất 6%, đánh dấu sự hồi sinh mạnh mẽ của công nghệ này.
Pin Mặt Trời lần đầu tiên được ứng dụng vào năm 1958 khi vệ tinh Vanguard I được phóng lên, trở thành thiết bị đầu tiên chạy bằng năng lượng Mặt Trời trong không gian. Điều này chứng minh rằng công nghệ năng lượng Mặt Trời không chỉ khả thi trên Trái Đất mà còn có thể hoạt động trong không gian. Từ những năm 1960 đến 1980, năng lượng Mặt Trời bắt đầu được sử dụng rộng rãi hơn, đặc biệt ở các khu vực xa xôi nơi mà việc kéo dây điện không khả thi hoặc quá đắt đỏ.
Những bước tiến hiện đại và triển vọng của năng lượng Mặt Trời
Trong thập niên 1980, các tấm pin Mặt Trời đã được cải tiến nhờ sự ra đời của các ô đa điểm nối, nâng cao hiệu suất thu nhận năng lượng từ Mặt Trời. Đến năm 2006, các nhà nghiên cứu đã đạt hiệu suất 46% với các ô đa điểm nối, gần gấp đôi so với các ô silicon truyền thống. Dù giá thành vẫn còn cao, các ô này đã được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hàng không vũ trụ như Trạm vũ trụ quốc tế.
Sự phát triển của vật liệu perovskite đã tiếp tục cải thiện công nghệ pin Mặt Trời với hiệu suất vượt trội. Các tấm pin Mặt Trời hai mặt, có khả năng thu ánh sáng từ cả hai phía, ngày càng phổ biến trong thập kỷ qua, đặc biệt trong các nhà máy điện Mặt Trời quy mô lớn.
Một trong những bước tiến lớn nhất của công nghệ năng lượng Mặt Trời hiện đại là khả năng lưu trữ năng lượng. Nhờ sự phát triển của các loại pin như lithium-ion, lithium-sắt-phosphate (LiFePO4), và các công nghệ lưu trữ khác, năng lượng Mặt Trời ngày càng khả thi hơn để cung cấp điện ổn định và tin cậy ngay cả vào ban đêm. Điều này đóng vai trò quan trọng trong việc làm cho năng lượng Mặt Trời trở thành nguồn năng lượng bền vững, đáp ứng nhu cầu điện ngày càng cao của con người.
Từ những thí nghiệm sơ khai của Charles Fritts đến những đột phá công nghệ hiện đại, năng lượng Mặt Trời đã có một hành trình phát triển ấn tượng. Hiện nay, nó đã trở thành một trong những nguồn năng lượng sạch, khả thi về mặt kinh tế, và có tiềm năng phát triển lớn nhất trên thế giới. Khi thế giới hướng tới mục tiêu không phát thải carbon vào năm 2050, năng lượng Mặt Trời sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nguồn năng lượng bền vững cho tương lai.
