Hiệu suất đáng kinh ngạc của pin năng lượng mặt trời mini làm từ 'vật liệu kỳ diệu'

2 giờ trướcBài gốc

Trong bối cảnh thế giới đang đẩy mạnh chuyển dịch sang năng lượng tái tạo nhằm giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, dòng pin năng lượng mặt trời mini làm từ perovskite của nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Gwangju (GIST), Hàn Quốc đã ghi dấu ấn với hiệu suất ấn tượng.

Cụ thể, module perovskite mini có diện tích hoạt động 24,8 cm² đã đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên tới 22,56%, mở ra viễn cảnh về những tấm pin giá rẻ, hiệu quả cao.

Đây là một trong những mức cao nhất thế giới hiện nay cho các thiết bị perovskite đơn lớp ở quy mô lớn hơn so với tế bào thí nghiệm nhỏ.

Ảnh minh họa.

Thành tựu này đến từ việc ứng dụng polyethyleneimine (PEI) – chất được ví như "vật liệu kỳ diệu" – để cải tiến lớp vận chuyển electron SnO₂.

PEI được đưa trực tiếp vào dung dịch tiền chất khi chế tạo SnO₂, mang lại hàng loạt cải thiện đồng thời tăng khả năng thấm ướt bề mặt, điều chỉnh hàm công (năng lượng tối thiểu cần thiết để giải phóng một electron từ bề mặt của một chất rắn) của SnO₂, triệt tiêu khuyết tật oxygen-vacancy, tạo lưỡng cực giao diện thuận lợi và căn chỉnh năng lượng tốt hơn giữa SnO₂ với lớp perovskite phía trên.

Nhờ đó, electron được thu gom hiệu quả hơn đáng kể, đồng thời quá trình kết tinh perovskite trở nên đồng đều và ít khuyết tật hơn trên diện tích lớn, mà không cần thêm các bước xử lý hậu kỳ phức tạp.

Kết quả đo được rất thuyết phục: Tế bào perovskite đơn lẻ (diện tích nhỏ) đạt hiệu suất 24,49%, trong khi module mini 24,8 cm² vẫn giữ được mức 22,56% – mức suy giảm rất nhỏ khi mở rộng quy mô, cho thấy tính khả thi cao của công nghệ này trong sản xuất thực tế.

Không chỉ dừng lại ở hiệu suất cao, thiết bị còn thể hiện độ ổn định vượt trội. Sau 500 giờ hoạt động liên tục dưới điều kiện mô phỏng ánh sáng mặt trời chuẩn, module mini vẫn duy trì được 94% hiệu suất ban đầu.

Sự ổn định này bắt nguồn từ việc kiểm soát tốt khuyết tật giao diện và tối ưu hóa cấu trúc năng lượng, giúp giảm thiểu hiện tượng suy thoái nhanh – một trong những rào cản lớn nhất của perovskite trước đây.

Điểm mạnh khác là quy trình chế tạo hoàn toàn dựa trên phương pháp xử lý dung dịch, có thể thực hiện ở điều kiện môi trường thông thường, rất phù hợp với các kỹ thuật in ấn cuộn lớn (roll-to-roll) hoặc phun phủ quy mô công nghiệp. Điều này giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất so với các công nghệ pin mặt trời truyền thống.

Với hiệu suất hơn 22,5% trên module diện tích thực tế, độ ổn định tốt và tiềm năng sản xuất hàng loạt chi phí thấp, công trình của GIST đang đưa công nghệ pin mặt trời perovskite tiến gần hơn bao giờ hết đến giai đoạn thương mại hóa.

"Vật liệu kỳ diệu" PEI kết hợp SnO₂ không chỉ là một cải tiến kỹ thuật, mà còn là tín hiệu lạc quan cho tương lai của năng lượng mặt trời giá rẻ, sạch và dễ tiếp cận trên toàn cầu.

Minh Đức (Theo Perovskite Info, Solar Bytes)

Nguồn Người Đưa Tin : https://nguoiduatin.vn/hieu-suat-dang-kinh-ngac-cua-pin-nang-luong-mat-troi-mini-lam-tu-vat-lieu-ky-dieu-204260201203009377.htm