Đột phá giúp tạo ra pin năng lượng mặt trời tiên tiến, giá rẻ và hiệu suất cao
Các nhà nghiên cứu tại trung tâm quang điện tiên tiến của Úc vừa công bố đột phá trong các tấm pin mặt trời.
Theo các nhà nghiên cứu, họ đã tạo ra một loại vật liệu mới có thể cách mạng hóa ngành sản xuất pin mặt trời, hứa hẹn mang lại hiệu suất cao và chi phí thấp. Mọi thứ bắt nguồn từ perovskite chalcogenide - giải pháp được coi là “biên giới tiếp theo trong công nghệ năng lượng mặt trời”.
Perovskite chalcogenide giúp giải quyết nhiều vấn đề với pin mặt trời.
Khi mà năng lượng mặt trời ngày càng trở thành một phần quan trọng trong ma trận năng lượng sạch toàn cầu, các tế bào quang điện silicon truyền thống đã gần đạt đến giới hạn hiệu suất trong việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.
Tuy nhiên, các nhà khoa học đã tìm ra cách để tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng bằng cách kết hợp hai lớp tế bào quang điện, được gọi là tế bào quang điện song song. Cấu trúc này bao gồm một lớp silicon và một lớp vật liệu khác có khả năng hấp thụ ánh sáng ở bước sóng khác nhau. Sự kết hợp này cho phép hấp thụ nhiều ánh sáng hơn so với một lớp silicon đơn lẻ.
Mặc dù vậy, việc sản xuất vật liệu tinh khiết như silicon vẫn là một thách thức lớn vì những khiếm khuyết nhỏ có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của tế bào quang điện. Đây chính là lúc perovskite chalcogenide xuất hiện. Loại pin mặt trời này đã được nghiên cứu trong vài năm qua và nổi bật với thành phần hóa học độc đáo cho hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời cao.
Đặc biệt là độ bền và hiệu suất mà perovskite chalcogenide mang lại cho pin mặt trời.
Các nghiên cứu chỉ ra rằng pin mặt trời halide perovskite truyền thống gặp phải vấn đề về độ bền và thường chứa các vật liệu độc hại như chì. Ngược lại, perovskite chalcogenide không chứa chất độc hại, bền hơn và có hiệu suất tương đương.
Theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Communications Materials, khi kết hợp silicon với perovskite chalcogenide trong một tế bào quang điện song song, hiệu suất có thể tăng lên tới 38%. Điều này có thể dẫn đến việc sản xuất năng lượng nhiều hơn đáng kể so với các tế bào quang điện silicon hiện tại.
Đáng buồn, việc phát triển công nghệ này không hề đơn giản. Tác giả chính của nghiên cứu là Alireza Yaghoubi cho biết: “Nhiệt động lực học là một con đường hai chiều. Nếu một vật liệu quá ổn định, điều đó cũng có nghĩa là nó rất khó để sản xuất ngay từ đầu”.
