Các nhà vật lý giải quyết vấn đề độ bền trong pin mặt trời thế hệ tiếp theo

Các nhà vật lý giải quyết vấn đề độ bền trong pin mặt trời thế hệ tiếp theo

    Các nhà vật lý giải quyết vấn đề độ bền trong pin mặt trời thế hệ tiếp theo

    Tiến sĩ Yanfa Yan, Giáo sư vật lý của Đại học Xuất sắc UToledo và là thành viên của Trung tâm Thương mại hóa và Đổi mới Quang điện UToledo Wright. Ảnh: Daniel Miller, Đại học Toledo

    Physicists solve durability issue in next-generation solar cells
    Các nhà vật lý ở Hoa Kỳ đã vượt qua một rào cản lớn cản trở việc thương mại hóa pin mặt trời được tạo ra bằng perovskite halogen như một chất thay thế silicon có chi phí thấp hơn, hiệu quả cao hơn khi tạo ra điện từ mặt trời.

    Được đăng trên tạp chí Khoa học, nghiên cứu về năng lượng sạch do Đại học Toledo phối hợp với Đại học Washington, Đại học Toronto, Đại học Northwestern và Phòng thí nghiệm Khoa học và Công nghệ Vật liệu Liên bang Thụy Sĩ thực hiện đã giải quyết vấn đề nhờ độ bền của pin mặt trời perovskite, đưa công nghệ này tiến một bước gần hơn đến việc cung cấp năng lượng cho các tấm pin mặt trời trong thị trường tiêu dùng.

    Tiến sĩ Yanfa Yan, Giáo sư vật lý của Đại học UToledo và là thành viên của Trung tâm Đổi mới Quang điện UToledo Wright cho biết: "Pin mặt trời perovskite cung cấp một lộ trình để giảm chi phí điện mặt trời nhờ hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao và chi phí sản xuất thấp". thương mại hóa. "Tuy nhiên, chúng tôi cần tăng cường độ bền của công nghệ pin mặt trời mới nổi trong quá trình hoạt động ngoài trời."

    Công nghệ này cần tồn tại trong nhiều thập kỷ ngoài trời trong mọi loại thời tiết và nhiệt độ mà không bị ăn mòn hoặc hỏng hóc.

    Yan cho biết: "Thách thức này không còn là rào cản đối với việc triển khai tiềm năng của pin mặt trời perovskite". "Công việc mang tính đột phá của chúng tôi đã cải thiện độ ổn định của thiết bị và đưa ra những cách để đạt được thành công sau một thập kỷ nghiên cứu và phát triển."

    Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra thành phần giúp tăng cường độ bám dính và độ dẻo dai cơ học.

    Các nhà nghiên cứu đã chứng minh bằng thực nghiệm rằng pin mặt trời perovskite được xử lý bằng 1,3-bis(diphenylphosphino)propane (DPPP), một phân tử cơ sở diphosphine Lewis, vẫn giữ được hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao và thể hiện độ bền vượt trội sau khi hoạt động liên tục trong điều kiện mô phỏng và ngoài trời.

    Yan cho biết: “Các phân tử bazơ Lewis chứa phosphine với hai nguyên tử cho electron có liên kết chặt chẽ với bề mặt perovskite. "Chúng tôi đã thấy những tác động có lợi mạnh mẽ đối với chất lượng màng perovskite và hiệu suất của thiết bị khi chúng tôi xử lý pin mặt trời perovskite bằng DPPP."

    Tiến sĩ Zhaoning Song, trợ lý giáo sư nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của Yan tại UToledo và là một trong những tác giả của sản phẩm mới cho biết: “DPPP cũng là một sản phẩm được thương mại hóa với chi phí thấp và khả năng tiếp cận dễ dàng, khiến nó phù hợp cho việc thương mại hóa pin mặt trời perovskite”. giấy.

    Các nhà nghiên cứu cho biết bước tiếp theo để phát triển công nghệ là sử dụng những phát hiện của họ để làm cho các tấm perovskite ổn định.

    Tiến sĩ Chongwen Li, tác giả đầu tiên của nghiên cứu và là cựu sinh viên UToledo, đã làm việc với Yan khi còn là nghiên cứu sinh. Li lấy bằng Tiến sĩ. về vật lý từ UToledo vào năm 2020. Anh ấy là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Toronto.

    "Tiếp tục khai thác tiềm năng ổn định của pin mặt trời perovskite là ưu tiên quan trọng đối với quá trình khử cacbon đang diễn ra của nền kinh tế thế giới," Li nói. "Sau khi trình diễn thành công DPPP trong việc cải thiện tính ổn định của pin mặt trời perovskite, chúng tôi đang tiếp tục áp dụng nó cho các tấm pin mặt trời perovskite diện tích lớn và đưa thiết bị nguyên mẫu tiến tới thương mại hóa."

    UToledo là công ty tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển năng lượng mặt trời trong hơn 30 năm.

    Đã một thập kỷ trôi qua kể từ khi nhóm của Yan tại UToledo xác định được các đặc tính lý tưởng của perovskites, vật liệu hợp chất có cấu trúc tinh thể đặc biệt được hình thành thông qua hóa học và bắt đầu tập trung nỗ lực vào việc kết hợp hai pin mặt trời khác nhau lại với nhau để tăng tổng điện năng được tạo ra bằng cách sử dụng hai phần khác nhau của quang phổ mặt trời.

    Vào tháng 11, một nhóm các nhà khoa học từ UToledo, Đại học Toronto và Đại học Tây Bắc đã hợp tác để tạo ra pin mặt trời song song hoàn toàn perovskite với điện áp thiết lập kỷ lục. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature.

    Zalo
    Hotline