Pin mặt trời perovskiteđang mở ra một bước tiến lớn cho ngành năng lượng tái tạo toàn cầu khi các nhà khoa học Trung Quốc vừa công bố một công nghệ mới giúp nâng hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên hơn31%– mức cao vượt trội so với nhiều công nghệ hiện nay.

Nghiên cứu mới từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc

Nhóm nghiên cứu đến từViện Công nghệ và Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba, trực thuộcViện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, dưới sự dẫn dắt củaGiáo sư Ye Jichun, đã phát triển thành công phương pháp cải thiện hiệu suất chopin mặt trời ghép nối tiếp perovskite/silicon (tandem).

Theo công bố, hiệu suất chuyển đổi năng lượng của hệ pin mặt trời tandem này đã đạt tới31,1%, đồng thời duy trì được độ ổn định vận hành – yếu tố từng là rào cản lớn của công nghệ perovskite.

Vì sao pin mặt trời perovskite được đánh giá cao?

Hiện nay,pin mặt trời silicon tinh thểvẫn chiếm khoảng95% thị trường quang điện toàn cầu. Tuy nhiên, vật liệu silicon có hạn chế về trọng lượng và độ linh hoạt.

Trong khi đó,perovskitelà vật liệu:

• Nhẹ, có thể chế tạo dạngsiêu mỏng

• Linh hoạt, phù hợp với nhiều bề mặt

• Có tiềm năng ứng dụng rộng, từ mái nhà đếncửa sổ tòa nhà

Thách thức lớn nhất của pin perovskite hiện nay nằm ởđộ ổn địnhvàtổn thất năng lượng tại giao diện ghép nốigiữa các lớp tế bào.

Đột phá từ phân tử “dạng lồng” sắt điện

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển mộtphân tử diammonium chloride đa chức năng với cấu trúc dạng lồng. Phân tử này giúp:

• Giảm thiểu tổn thất năng lượng tại giao diện nối tiếp

• Tạo rahiệu ứng sắt điện rõ rệt

• Cải thiện khả năng thu và chuyển đổi năng lượng mặt trời

Kết quả thử nghiệm cho thấy:

• Pin perovskite đơn đạt hiệu suất22,6%

• Khi kết hợp thànhpin mặt trời tandem perovskite/silicon nguyên khối hai cực, hiệu suất đạt31,1%với độ ổn định cao

Tương lai rộng mở cho năng lượng mặt trời hiệu suất cao

Nghiên cứu này cho thấygiao diện nối tiếp sắt điệncó thể trở thành chìa khóa cho các thế hệ pin mặt trời mới dựa trên perovskite, giúp nâng cao cả hiệu suất lẫn tuổi thọ vận hành.

TheoLiên Hợp Quốc, hiện nay khoảng60% sản lượng điện toàn cầuvẫn đến từ các nguồn nhiên liệu gây ô nhiễm. Tuy nhiên, năng lượng tái tạo đang tăng trưởng nhanh chóng. Dự báo đến năm2030, tổng công suất năng lượng tái tạo toàn cầu sẽtăng gấp đôi, trong đóđiện mặt trời đóng góp tới 80% mức tăng trưởng.

Ứng dụng thực tiễn trong tương lai

Với hiệu suất cao và thiết kế linh hoạt, cáctấm pin mặt trời perovskite thế hệ mớicó thể:

• Nhỏ gọn hơn nhưng tạo ra nhiều điện năng hơn

• Được lắp đặt trêncửa sổ, mặt dựng tòa nhà

• Mở rộng sản xuất điện mặt trời ra ngoài mô hình mái nhà truyền thống

Đột phá này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả khai thác năng lượng mặt trời mà còn góp phần thúc đẩychuyển dịch sang hệ thống năng lượng bền vững, thân thiện với môi trường trong tương lai.