Cửa sổ thông minh tự làm mờ sử dụng năng lượng mặt trời

Trong nhiều năm qua đã có rất nhiều kỹ thuật khác nhau, nhưng hiện nay nhóm nghiên cứu từ Đại học Princeton đã phát triển một hệ thống "cửa sổ thông minh" tự vận hành sử dụng tế bào năng lượng trong suốt để thu năng lượng tia UV từ ánh sáng mặt trời.

 

Hệ thống cửa sổ thông minh mới tự động thu năng lượng từ tia cực tím của ánh sáng mặt trời, làm sáng hoặc tối cửa sổ để chặn ánh sáng hoặc nhiệt khi cần thiết.
 

Mặt trời phát ra một loạt các bước sóng ánh sáng khác nhau: ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại làm nóng Trái đất và tia UV gây hại khi phải tiếp xúc nhiều. Mặc dù ánh sáng và nhiệt độ trong phòng là cần thiết, nhưng tia cực tím sẽ bị chặn lại. Để nâng cao hiệu quả, nhóm nghiên cứu muốn tìm ra cách khai thác tia UV để làm năng lượng cho hệ thống.

 

Cửa sổ thông minh mới được làm bằng vật liệu crom điện cho phép nó thay đổi trạng thái màu từ trong suốt đến màu xanh đậm đáp ứng với các dòng điện nhỏ. Để cung cấp năng lượng cho dòng điện, nhóm đã phát triển pin mặt trời làm từ các dẫn xuất hexabenzocoronene bẻ cong (contorted hexabenzocoronene - cHBC), có thể được tinh chỉnh để hấp thụ một dải bước sóng cụ thể. Trong trường hợp này, chất bán dẫn cHBC được thiết kế để hấp thụ ánh sáng gần tia cực tím, cung cấp điện cho vật liệu crom điện, và toàn bộ hệ thống có thể được kết hợp thành một màng mỏng, trong suốt lắp được trên tấm kính bình thường.

 

Tác giả của nghiên cứu cho biết: "Công nghệ mới này thực chất quản lý toàn bộ quang phổ của ánh sáng mặt trời. Sử dụng ánh sáng gần tia cực tím để cấp năng lượng cho các cửa sổ này có nghĩa là các tế bào năng lượng mặt trời này có thể trong suốt và có cùng một lượng vùng bao phủ trên cửa sổ mà không phải cạnh tranh với cùng một dải phổ hoặc áp đặt các ràng buộc thẩm mỹ và thiết kế".

 

Một số hệ thống trước đây đã sử dụng các nguồn năng lượng bên ngoài, các hệ thống khác thu hoạch năng lượng từ phần hồng ngoại của quang phổ. Vấn đề là nó loại bỏ một phần nhiệt từ ánh sáng mặt trời mà người dùng có thể cần.

 

Hệ thống của Đại học Princeton có thể chặn được đến 80% ánh sáng khả kiến. Về lâu dài, nhóm nghiên cứu muốn phát triển một tấm màng thông minh có thể áp dụng được cho các cửa sổ thông thường, cho phép người dùng thay đổi trạng thái màu từ điện thoại thông minh và hệ thống cũng có thể được áp dụng vào cửa sổ ô tô để chạy các thiết bị nhỏ.