Bước đầu thử nghiệm thành công

Pin mặt trời hữu cơ DSSC được tạo ra theo cách thức sau: Ánh sáng mặt trời đi qua tấm kính, qua lớp điện cực trong suốt, chiếu vào chất màu nhạy sáng. Sau đó xảy ra cơ chế photon kích thích làm cho electron nhảy lên, đến điện cực trong suốt rồi qua mạch ngoài chạy về điện cực kim loại, tạo ra dòng điện.

Chất màu nhạy sáng là thành phần quan trọng làm cho ánh sáng thuộc nhiều bước sóng trong phổ ánh sáng mặt trời dễ dàng bị hấp thu để kích thích làm thoát điện tử, tạo ra dòng điện.

Chất màu nhạy sáng càng tốt khả năng tạo ra điện năng càng cao. Mục tiêu của các nhà khoa học Việt Nam trong việc chế tạo pin mặt trời hữu cơ DSSC là tạo chất màu cấu trúc nano cảm ứng ánh sáng ở bước sóng rộng 400 mm - 700 mm từ chất màu diệp lục lá cây.

GS.TS Nguyễn Đức Nghĩa cho biết, công trình đã thành công trong thử nghiệm bước đầu chế tạo pin mặt trời DSSC mô phỏng sinh học bằng việc sử dụng màu diệp lục chlorophill có trong lá cây rau muống làm chất màu nhạy sáng. Ngoài giá trị sáng chế này, công trình còn đặt mục tiêu chế tạo màng mỏng nano chuyển dẫn điện tử trên cơ sở màng mỏng nano titan diocide và titan diocide kim loại có cấu trúc nano mao mỏng.

Hiệu suất chuyển hóa năng lượng cao

Theo phân tích của GS.TS Nguyễn Đức Nghĩa, do cây rau muống có số lượng chất diệp lục lớn, tinh chất, dễ chiết xuất (chỉ cần nghiền nát lấy nước và đưa vào máy chiết xuất) lại rất phổ biến nên được chọn để lấy chất diệp lục. Hiện chúng ta cũng đã có sẵn một lượng lớn tinh chất diệp lục được chiết xuất sẵn từ cây rau muống để sử dụng trong khoa học nên có thể sử dụng ngay. Khi sử dụng để chế tạo pin DSSC, chất màu nhạy sáng trong rau muống cho hiệu suất chuyển hóa năng lượng đạt 2 - 5%, có lúc đạt mức cao nhất là 6,1% (mức cao nhất trên thế giới từng đạt được là 11%).

Từ đây, cho phép tạo ra pin mặt trời dạng DSSC có hiệu suất chuyển hóa năng lượng tốt và thời gian sống dài. Qua thử nghiệm, pin mặt trời hữu cơ DSSC hoạt động tốt khi nắng yếu, kể cả với ánh sáng trong nhà.