Các nhà khoa học tại University College London (UCL) vừa phát hiện hợp chất phổ biến guanidinium thiocyanate có khả năng cải thiện cả hiệu suất lẫn tuổi thọ của pin mặt trời perovskite - công nghệ thế hệ mới hứa hẹn vượt qua silicon.
Pin mặt trời perovskite mang đến nhiều lợi thế so với silicon.
Silicon là công nghệ đã thống trị ngành công nghiệp năng lượng mặt trời trong suốt hơn 70 năm qua. Nhưng perovskite lại mang đến nhiều ưu thế: nhẹ hơn, linh hoạt hơn và có thể sản xuất ở nhiệt độ thấp với chi phí năng lượng rẻ hơn. Điều này mở ra khả năng tạo ra những tấm pin mặt trời mỏng nhẹ, tích hợp ngay trên cửa sổ, mái nhà, thậm chí là sạc di động.
Đặc biệt, perovskite còn hấp thụ được nhiều dải quang phổ mặt trời, thích hợp cho pin mặt trời song song (multi-junction), nơi nhiều lớp vật liệu được xếp chồng để thu ánh sáng tối đa. Loại pin này đã đạt hiệu suất trên 30% trong phòng thí nghiệm, vượt xa silicon truyền thống. Tuy nhiên, vấn đề nan giải là perovskite thường hình thành các vết nứt li ti, làm giảm hiệu suất và tuổi thọ.
Đây là lúc muối trở thành “vị cứu tinh” cho các tấm pin perovskite. Nhóm nghiên cứu UCL chứng minh rằng guanidinium thiocyanate giúp kiểm soát quá trình hình thành tinh thể perovskite, tạo nên các lớp màng mỏng đồng đều, ít nứt vỡ hơn. Trong thử nghiệm, họ đã đạt hiệu suất 22,3% với perovskite thiếc-chì, vốn là vật liệu then chốt cho lớp dưới cùng trong cấu trúc pin song song.
Phương pháp mới của UCL mang đến những bước tiến đầy hứa hẹn cho pin mặt trời tương lai.
Tiến sĩ Tom Macdonald đến từ UCL khẳng định: “Phương pháp này đơn giản nhưng hiệu quả, giúp tạo ra pin mặt trời vừa mạnh mẽ vừa ổn định hơn”. Trong khi đó, đồng tác giả Chieh-Ting Lin (ĐH Quốc gia Chung Hsing, Đài Loan) nhấn mạnh: “Phát hiện này mở ra hướng đi mới cho pin perovskite hiệu suất cao, có thể đẩy xa giới hạn hiện tại”.
Tác động của nghiên cứu không chỉ dừng lại ở phòng thí nghiệm. Pin mặt trời tốt hơn đồng nghĩa với hóa đơn điện rẻ hơn, năng lượng sạch ổn định hơn cho doanh nghiệp và cả những thành phố trong lành hơn khi giảm dần phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Kết quả là bầu trời xanh hơn, không khí sạch hơn và một cuộc sống khỏe mạnh hơn cho mọi người.
