Mặc dù pin mặt trời polymer (PSC) sở hữu những ưu điểm vượt trội như trọng lượng nhẹ, tính linh hoạt cao và chi phí sản xuất thấp, nhưng từ lâu chúng vẫn bị kẹt lại trong phòng thí nghiệm do độ bền kém và hiệu suất không ổn định. Tuy nhiên, nghiên cứu mới nhất từ Đại học Công nghệ Vũ Hán (Trung Quốc) vừa thay đổi hoàn toàn cuộc chơi này.
Công nghệ mới giúp pin mặt trời siêu ổn định
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học danh tiếng Matter cho thấy một kết quả kinh ngạc khi loại pin mặt trời hữu cơ mới không chỉ đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) ấn tượng 19,1%, mà còn duy trì được tới 97% 'phong độ' sau 2.000 giờ hoạt động liên tục ngoài trời.
Pin mặt trời polymer duy trì 97% hiệu suất sau 2.000 giờ tiếp xúc với không khí
ẢNH: CHỤP MÀN HÌNH INTERESTING ENGINEERING
Bằng cách pha trộn các phân tử nhỏ (small-molecule) vào ma trận polymer, nhóm nghiên cứu đã:
- Gỡ rối chuỗi polymer: Giúp các phân tử sắp xếp trật tự và chặt chẽ hơn.
- Giảm khoảng trống: Tạo ra các đường dẫn hiệu quả cho việc vận chuyển điện tích.
- Tăng cường độ bền: Khắc phục các liên kết yếu trong cấu trúc phân tử, giúp pin chịu được tác động của ánh sáng và nhiệt độ cao.
Ông Tao Wang, đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ với tờ PV Magazine: "Chiến lược đơn giản này đồng thời tạo ra các lộ trình vận chuyển điện tích hiệu quả và giảm thể tích tự do trong lớp quang năng. Các thiết bị thu được giữ lại 97% hiệu suất ban đầu sau 2.000 giờ hoạt động trong không khí, với tuổi thọ có thể vượt quá 100.000 giờ".
Con số 100.000 giờ là một cột mốc mang tính bước ngoặt, đưa pin mặt trời polymer tiến gần hơn bao giờ hết tới việc thương mại hóa hàng loạt.
Khác với các tấm pin silicon cứng nhắc và nặng nề trên mái nhà, khả năng ứng dụng thực tế của pin mặt trời polymer dẻo vô cùng rộng, khi có thể được tích hợp vào:
- Thiết bị đeo thông minh: Quần áo hoặc ba lô tự sạc điện.
- Kính xây dựng: Biến cửa sổ các tòa nhà cao tầng thành máy phát điện.
- Hệ thống năng lượng phân tán: Cung cấp điện cho các khu vực vùng sâu vùng xa với chi phí lắp đặt cực thấp.
