Ngày 5/07/2012, Jan Willem Wiegman tốt nghiệp TU Delft với công trình nghiên cứu chế tạo ra loại cửa sổ có khả năng sinh điện năng. Sinh viên của lớp Thạc sĩ Vật lý Ứng dụng đã tính toán lượng điện có thể được sản sinh ra bằng cách sử dụng những thiết bị có tên là bộ tập trung nhật năng phát quang. Những loại cửa sổ dạng này được trang bị một lớp màng mỏng có cấu tạo từ một loại chất liệu hấp thụ ánh sáng mặt trời và điều chỉnh nó hướng tới các pin năng lượng mặt trời dạng thu hẹp tại khung của cửa sổ.
Wiegman cũng cho thấy mối liên quan giữa màu sắc của chất liệu được sử dụng và lượng điện năng tối đa có thể được tạo ra. Như vậy loại cửa sổ có khả năng tạo ra điện năng này được xem như một nguồn năng lượng mặt trời giá rẻ đầy tiềm năng. Bài nghiên cứu mà Wiegman đã thực hiện cùng với thày hướng dẫn của mình tại TU Delft, Erik van der Kolk đã được công bố trong các tài liệu tạp chí Vật liệu tạo năng lượng mặt trời và Pin năng lượng mặt trời. Những chiếc cửa sổ và mặt tiền được làm bằng chất liệu kính ở các khối văn phòng và nhà ở ở có thể được sử dụng để tạo ra điện với vai trò của một bộ tập trung nhật năng phát quang. Điều này đòi hỏi phải gắn một lớp mỏng (ví dụ như một lá kim loại hoặc lớp phủ) của vật liệu phát quang vào các cửa sổ, với các pin năng lượng mặt trời dạng thu hẹp tại khung của cửa sổ. Lớp phát quang sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời và hướng chúng đến pin năng lượng mặt trời thiết kế ở khung của cửa sổ, nơi ánh sáng mặt trời sẽ được chuyển hóa sinh điện năng. Điều này cho phép một diện tích lớn của bề mặt ánh sáng mặt trời được tập trung trên một dải hẹp của pin năng lượng mặt trời.
Loại kính đổi màu mới
Bộ tập trung nhật năng phát quang có khả năng tạo ra hàng chục watt điện trên mỗi mét vuông. Lượng điện chính xác được sản sinh ra từ các cửa sổ dạng này phụ thuộc vào màu sắc, chất lượng của lớp phát sáng và công năng của pin năng lượng mặt trời. Nghiên cứu của Wiegman lần đầu tiên cho thấy mối liên quan giữa màu sắc của lớp màng hoặc lớp phủ và lượng điện tối đa có thể được sinh ra. Một lớp màng trong suốt sản sinh tối đa 20 watt điện trên mỗi mét vuông, đạt hiệu suất 2%. Để vận hành chiếc máy tính của bạn, bạn sẽ cần một cửa sổ có kích thước đo 4 mét vuông. Nếu lớp màng có khả năng hấp thụ nhiều hạt ánh sáng hơn thì hiệu suất sẽ càng tăng lên. Bạn có thể thực hiện được điều này bằng cách sử dụng một lá kim loại có tính năng hấp thụ các hạt ánh sáng từ một loại ánh sáng của quang phổ mặt trời. Lá kim loại chủ yếu hấp thụ các hạt ánh sáng màu xanh, tím và xanh lá cây sẽ khiến cho các cửa sổ có màu đỏ. Một lựa chọn khác là sử dụng một lá kim loại hấp thụ đồng thời tất cả các màu của quang phổ mặt trời. Khi đó các cửa sổ sẽ có màu xám. Cả hai loại tấm màng màu đỏ và màu xám có hiệu suất là 9%, khi so sánh với hiệu suất của các loại pin năng lượng mặt trời linh hoạt. Nghiên cứu của Wiegman cũng đã cho thấy tầm quan trọng của việc sử dụng bề mặt lớp màng nhẵn trong vận chuyển một cách hiệu quả các hạt ánh sáng tới các khung cửa sổ vì khi đó những hạt ánh sáng này sẽ không bị cản trở bởi tán xạ giữa lớp màng và bề mặt của cửa sổ.
Việc nghiên cứu chế tạo ra loại cửa sổ có khả năng tạo ra điện năng là phù hợp với mong muốn của các nước châu Âu trong việc sử dụng các thiết bị trung gian sản sinh năng lượng hiệu quả nhất có thể trong xây dựng các tòa nhà. Việc sử dụng bộ tập trung nhật năng phát quang là một giải pháp có ích trong sản xuất năng lượng mặt trời giá rẻ.
NASATI (P.K.L - Theo Science Daily, 7/2012)