Thông thường, những ngày âm u hay mưa kéo dài khiến hiệu suất pin mặt trời giảm mạnh. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học Vật liệu Seville (ICMS), Tây Ban Nha, đã tìm ra giải pháp bằng cách bổ sung một lớp màng siêu mỏng, biến tấm pin thành thiết bị thu năng lượng đa nguồn, ít phụ thuộc thời tiết.

Bằng công nghệ plasma tiên tiến, nhóm nghiên cứu tạo ra lớp màng dày khoảng 100 nanomet – mỏng hơn khoảng 800 lần so với sợi tóc người. Lớp màng này đảm nhiệm hai chức năng quan trọng.

Thứ nhất, nó bảo vệ các tế bào perovskite vốn nhạy cảm trước độ ẩm và biến động nhiệt độ, đồng thời tăng khả năng hấp thụ ánh sáng. Thứ hai, bề mặt màng hoạt động theo cơ chế ma sát điện (triboelectric), có thể chuyển động năng của giọt mưa thành điện năng.

Trong thử nghiệm tại ICMS, chỉ một giọt nước mưa rơi xuống bề mặt cũng có thể tạo ra hiệu điện thế lên tới 110V – đủ để duy trì hoạt động của các thiết bị cầm tay nhỏ hoặc mạch đèn LED.

Sự kết hợp giữa khả năng thu năng lượng từ ánh nắng và mưa giúp hệ thống này trở thành giải pháp tiềm năng cho các thiết bị cần hoạt động liên tục như cảm biến môi trường hay mạng lưới Internet vạn vật (IoT). Nhờ đó, các hệ thống giám sát có thể vận hành 24/7 mà không phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện nắng.

Công nghệ đặc biệt hữu ích trong việc cung cấp điện cho hệ thống theo dõi an toàn cầu cống, đập thủy điện mùa mưa lũ, trạm quan trắc thời tiết ngoài đồng ruộng hoặc thiết bị giám sát môi trường ở khu vực có lượng mưa lớn nhưng ít ánh nắng.

Nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí khoa học Nano Energy, mở ra triển vọng về thế hệ pin mặt trời linh hoạt hơn, hướng tới mục tiêu khai thác năng lượng sạch bất kể điều kiện thời tiết.