Tại Osaka, Nhật Bản, nơi nhiệt độ mùa hè có thể lên tới 37,8 độ C, một giải pháp chống nóng độc đáo đang được thử nghiệm tại Triển lãm Thế giới Expo 2025. Đó là chiếc áo vest tiện ích được trang bị pin mặt trời, cho phép người mặc tự tạo ra điện để làm mát cơ thể.

Sản phẩm do Toyoda Gosei thuộc Tập đoàn Toyota phối hợp với công ty khởi nghiệp Enecoat Technologies và nhà sản xuất dệt may Seiren phát triển. Chiếc áo vest sử dụng các tấm pin mặt trời siêu mỏng, mềm dẻo như phim nhựa. Mỗi tấm chỉ nặng chưa đến 4 gram, nhẹ hơn cả một tờ giấy. Nhờ đó, chúng có thể cung cấp năng lượng cho quạt đeo cổ, hỗ trợ làm mát cho người mặc trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Nhật Bản phát minh loại áo tự tạo ra điện năng làm mát cơ thể mọi lúc mọi nơi
Chiếc áo vest sử dụng các tấm pin mặt trời siêu mỏng, mềm dẻo như phim nhựa

Khác với pin silicon truyền thống đang chiếm tới 98% thị phần toàn cầu và thường được lắp trên mái nhà hoặc các trang trại điện mặt trời, những tấm phim này được làm từ vật liệu perovskite. Đây là một họ tinh thể có cấu trúc đặc biệt, nổi bật nhờ trọng lượng nhẹ, chi phí sản xuất thấp và khả năng hấp thụ ánh sáng trong dải rộng, bao gồm cả ánh sáng khả kiến và cận hồng ngoại.

Theo ông Shinichiro Fuki, giám đốc dự án tại Toyoda Gosei, pin perovskite có thể hoạt động ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu như dưới bóng râm, trời nhiều mây hoặc mưa. Trong phòng thí nghiệm, sản phẩm của Enecoat đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng 21,2 phần trăm. Hiện công nghệ này đang được thử nghiệm thực tế tại Expo để đánh giá mức độ tương thích với điều kiện khí hậu và khả năng sạc pin di động đi kèm. Dữ liệu đang được thu thập hàng ngày, trong đó ghi nhận thời gian sạc đầy dự kiến từ 5 đến 10 giờ.

Ông Fuki nhận định đây là sáng kiến đầu tiên trên thế giới tích hợp pin mặt trời perovskite vào thiết bị đeo được. "Chúng tôi kỳ vọng công nghệ này sẽ hỗ trợ tốt cho những người làm việc ở những nơi khó tiếp cận nguồn điện," ông nói.

Không chỉ giới hạn ở áo vest, vật liệu perovskite còn được ứng dụng rộng rãi tại Expo. Công ty Saule Technologies đến từ Ba Lan đã triển khai tế bào năng lượng mặt trời dạng cong trên các "cột thông minh", dùng để cấp điện cho đèn đường, camera an ninh, biển hiệu kỹ thuật số và bộ sạc không dây. Trong khi đó, Sekisui Chemical của Nhật Bản trưng bày tấm phim năng lượng mặt trời chỉ dày 1 milimet được lắp trên mái bến xe buýt.

Nhật Bản hiện đang đầu tư mạnh mẽ vào công nghệ perovskite với mục tiêu tạo ra 20 gigawatt điện mặt trời vào năm 2040, tương đương công suất của khoảng 20 nhà máy điện hạt nhân. Với vị thế là quốc gia sản xuất iốt lớn thứ hai thế giới, một nguyên liệu quan trọng trong chế tạo perovskite, cùng địa hình đồi núi hạn chế diện tích xây dựng trang trại điện mặt trời truyền thống, Nhật Bản coi công nghệ này là hướng phát triển đầy tiềm năng.

Tuy nhiên, perovskite vẫn tồn tại điểm yếu đáng kể là tuổi thọ ngắn. Khi tiếp xúc với nhiệt, độ ẩm hoặc tia cực tím, pin dễ xuống cấp và giảm hiệu suất chỉ sau vài năm, thậm chí chỉ trong vài tháng hoặc vài tuần. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực cải thiện độ bền bằng cách bổ sung chất ổn định hoặc phủ thêm lớp bảo vệ như kính.