Pin mặt trời perovskite có thể tồn tại lâu hơn gấp 10 lần nhờ nghiên cứu mới do Đại học Surrey dẫn đầu, cho thấy các hạt nano alumina (Al 2 O 3 ) giúp tăng đáng kể tuổi thọ và độ ổn định của các thiết bị năng lượng hiệu suất cao này.
Tiến sĩ Hashini Perera, nghiên cứu sinh sau đại học tại Viện Công nghệ Tiên tiến của Đại học Surrey. Tín dụng: Đại học Surrey
Công trình này được công bố trên tạp chí EES Solar.
Trong khi các tế bào năng lượng mặt trời perovskite cung cấp một giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí và nhẹ cho công nghệ silicon truyền thống, tiềm năng thương mại của chúng bị hạn chế do một lỗi trong cấu trúc của chúng—chủ yếu là do rò rỉ iốt. Theo thời gian, sự thoát ra của iốt này có thể dẫn đến sự xuống cấp của vật liệu, làm giảm hiệu suất và độ bền.
Hợp tác với Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia và Đại học Sheffield, các nhà khoa học hiện đã phát hiện ra một cách để bẫy iốt bằng cách nhúng các hạt nhỏ Al2O3—nhôm oxit—vào bên trong pin, hứa hẹn sẽ tạo ra các tấm pin mặt trời thế hệ tiếp theo có tuổi thọ cao hơn và giá cả phải chăng hơn.
Tiến sĩ Hashini Perera, nghiên cứu sinh sau đại học và là tác giả chính của nghiên cứu từ Viện Công nghệ Tiên tiến tại Đại học Surrey, cho biết: "Thật vô cùng thú vị khi thấy cách tiếp cận của chúng tôi tạo ra tác động như vậy. Một thập kỷ trước, ý tưởng về pin mặt trời perovskite tồn tại lâu như vậy trong điều kiện thực tế dường như là ngoài tầm với.
"Với những cải tiến này, chúng tôi đang tạo ra bước đột phá mới về độ ổn định và hiệu suất, đưa công nghệ perovskite tiến gần hơn đến mục tiêu trở thành giải pháp năng lượng chính thống."
Nghiên cứu đã thử nghiệm các tế bào quang điện được biến đổi trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khắc nghiệt để mô phỏng các điều kiện thực tế. Kết quả cho thấy các tế bào quang điện được nhúng các hạt nano Al2O3 duy trì hiệu suất cao trong hơn hai tháng (1.530 giờ)—cải thiện gấp mười lần so với chỉ 160 giờ mà không có các biến đổi tăng cường alumina.
Phân tích sâu hơn cho thấy các hạt nano Al2O3 góp phần tạo nên cấu trúc perovskite đồng đều hơn, giảm khuyết tật và cải thiện độ dẫn điện; nó cũng hình thành lớp perovskite 2D bảo vệ, hoạt động như một rào cản bổ sung chống lại sự phân hủy do độ ẩm.
Tiến sĩ Imalka Jayawardena, từ Viện Công nghệ Tiên tiến Surrey, cho biết: "Bằng cách giải quyết những thách thức phổ biến mà chúng ta thấy với công nghệ năng lượng mặt trời perovskite, nghiên cứu của chúng tôi mở ra cánh cửa mới cho nguồn năng lượng mặt trời rẻ hơn, hiệu quả hơn và dễ tiếp cận hơn.
"Những gì chúng tôi đạt được ở đây là một bước quan trọng hướng tới việc phát triển các tế bào năng lượng mặt trời hiệu suất cao có thể chịu được các điều kiện thực tế - đưa chúng ta đến gần hơn với mục đích sử dụng thương mại trên quy mô toàn cầu."
Giáo sư Ravi Silva, Giám đốc Viện Công nghệ Tiên tiến và Giám đốc tạm quyền tại Viện Phát triển Bền vững Surrey, cho biết thêm: "Khi thời hạn đạt được mục tiêu Phát thải ròng bằng 0 đang đến gần, việc mở rộng khả năng tiếp cận các giải pháp năng lượng tái tạo trở nên quan trọng hơn bao giờ hết nếu chúng ta muốn giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch thành công.
"Những đột phá như thế này sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng toàn cầu đồng thời hỗ trợ quá trình chuyển đổi của chúng ta sang tương lai bền vững."
"Phân tích gần đây của Liên đoàn Công nghiệp Anh cũng nhấn mạnh rằng đào tạo trong lĩnh vực năng lượng tái tạo không chỉ cải thiện triển vọng nghề nghiệp mà còn có thể dẫn đến mức lương cao hơn mức trung bình quốc gia, củng cố lợi ích kinh tế và môi trường của việc đầu tư vào năng lượng sạch."
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
