Khám phá mới mở đường cho pin mặt trời hiệu suất cao với giá rẻ hơn

Các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Vật liệu Hàn Quốc (KIMS) đã thành công trong việc phát triển công nghệ năng lượng mặt trời có khả năng uốn cong và vẫn hoạt động hiệu quả ngay cả trong môi trường ẩm ướt. Điều này giúp giải quyết nhược điểm lớn với vật liệu perovskite.

Thiết kế pin trông mỏng và linh hoạt - Nguồn: KIMS

Perovskite là công nghệ vật liệu hứa hẹn sản xuất năng lượng mặt trời với chi phí thấp hơn so với tấm pin silicon, nhưng độ ẩm thường làm giảm hiệu suất của nó. Trước đây, việc sản xuất tấm pin perovskite yêu cầu các cơ sở kiểm soát khí hậu tốn kém hoặc môi trường khí bảo vệ.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã khắc phục vấn đề này bằng cách thêm các lớp bảo vệ ở trên và dưới trung tâm thu năng lượng của tấm pin, hứa hẹn giúp tấm pin hoạt động hiệu quả ở độ ẩm lên đến 50%. Kết quả thử nghiệm cho thấy, các tấm pin đạt hiệu suất 85% sau gần 3.000 giờ sử dụng, duy trì công suất đầu ra 96% sau 10.000 lần thử uốn và 87% trong các thử nghiệm ứng suất cơ học khắc nghiệt.

Công trình này là kết quả của sự hợp tác giữa các trường đại học Hàn Quốc, Đại học Fribourg (Thụy Sĩ) và KIMS. Nhóm nghiên cứu đã dành nhiều năm để hoàn thiện vật liệu và quy trình sản xuất nhằm đạt được khả năng thương mại hóa.

Nhà nghiên cứu chính tại KIMS, tiến sĩ Dong-chan Lim cho biết: “Với công nghệ này, chúng tôi có thể sản xuất pin mặt trời perovskite hiệu suất cao trong không khí xung quanh mà không cần thiết bị tốn kém, giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất”. Tiến sĩ Lim cũng nhấn mạnh rằng độ bền vượt trội của các thiết bị linh hoạt khiến chúng trở thành ứng cử viên lý tưởng cho các ứng dụng trong thiết bị điện tử đeo được và hệ thống năng lượng mặt trời tích hợp trên xe.

Sơ đồ khái niệm về công nghệ vật liệu và quy trình cho phép sản xuất pin mặt trời perovskite linh hoạt, hiệu suất cao và độ bền cao trong nhiều điều kiện độ ẩm khác nhau trong cả bốn mùa - Nguồn: KIMS.

Công nghệ năng lượng mặt trời uốn cong có thể cung cấp năng lượng cho quần áo, ba lô hoặc bề mặt xe cộ. Đáng chú ý, công nghệ này đã được mở rộng thành công sang các phương pháp sản xuất công nghiệp, chứng minh khả năng sẵn sàng cho sản xuất hàng loạt.

Việc phát triển công nghệ năng lượng mặt trời này không chỉ giúp giảm ô nhiễm không khí mà còn giảm sự phụ thuộc vào các nhà máy điện thải ra các hạt độc hại vào cộng đồng. Các tấm pin uốn cong có thể được lắp đặt ở những nơi mà tấm pin cứng không thể hoạt động, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng mới. Các nhà khoa học hy vọng rằng sản xuất thương mại sẽ bắt đầu trong vòng vài năm tới khi các nhà sản xuất điều chỉnh các cơ sở hiện có cho phù hợp với quy trình mới.