[Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại
https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos
Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh thực tế hàng tuần]
Công nghệ quang điện màng mỏng kết hợp hiệu quả và tính linh hoạt
Pin mặt trời song song Perovskite / CIS đã có thể chuyển đổi một phần tương đối cao ánh sáng tới thành dòng điện. Các cải tiến trong tương lai có thể cải thiện hiệu quả hơn nữa. Ảnh: Marco A. Ruiz-Preciado, KIT
Xếp chồng các tế bào năng lượng mặt trời làm tăng hiệu quả của chúng. Làm việc với các đối tác trong dự án PERCISTAND, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) đã sản xuất pin mặt trời song song perovskite / CIS với hiệu suất gần 25% - giá trị cao nhất đạt được cho đến nay với công nghệ này. Hơn nữa, sự kết hợp vật liệu này nhẹ và linh hoạt, khiến người ta có thể hình dung việc sử dụng song song các tế bào năng lượng mặt trời này trong các phương tiện, thiết bị di động và các thiết bị có thể gấp lại hoặc cuộn lại. Các nhà nghiên cứu trình bày kết quả của họ trên tạp chí ACS Energy Letters.
Pin mặt trời Perovskite đã đạt được những tiến bộ đáng kinh ngạc trong thập kỷ qua. Hiệu suất của chúng hiện nay có thể so sánh với hiệu quả của các pin mặt trời silicon đã được phát triển từ lâu. Perovskites là vật liệu sáng tạo với cấu trúc tinh thể đặc biệt. Các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới đang nỗ lực để có được công nghệ quang điện perovskite sẵn sàng cho các ứng dụng thực tế. Chúng càng tạo ra nhiều điện trên một đơn vị diện tích bề mặt, thì pin mặt trời càng hấp dẫn đối với người tiêu dùng.
Hiệu suất của pin mặt trời có thể được tăng lên bằng cách xếp chồng hai hoặc nhiều pin. Nếu mỗi tế bào năng lượng mặt trời xếp chồng lên nhau đặc biệt hiệu quả trong việc hấp thụ ánh sáng từ một phần khác nhau của quang phổ mặt trời, thì tổn thất vốn có có thể được giảm thiểu và tăng hiệu suất. Hiệu suất là thước đo mức độ biến đổi của ánh sáng tới thành điện năng. Nhờ tính linh hoạt của chúng, các tế bào năng lượng mặt trời perovskite tạo ra các thành phần nổi bật cho các loại pin song song như vậy. Các tế bào năng lượng mặt trời song song sử dụng perovskite và silicon đã đạt mức hiệu suất kỷ lục hơn 29%, cao hơn đáng kể so với các tế bào riêng lẻ làm bằng perovskite (25,7%) hoặc silicon (26,7%).
Kết hợp perovskites với CIS để có tính di động và linh hoạt
Kết hợp perovskites với các vật liệu khác như đồng-indium-diselenide (CIS) hoặc đồng-indium-gallium-diselenide (CIGS) hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích hơn nữa. Sự kết hợp như vậy sẽ giúp sản xuất pin mặt trời song song nhẹ và linh hoạt có thể được lắp đặt không chỉ trên các tòa nhà mà còn trên các phương tiện và thiết bị di động. Các tế bào năng lượng mặt trời như vậy thậm chí có thể được gấp lại hoặc cuộn lại để lưu trữ và mở rộng khi cần thiết, ví dụ như trên rèm hoặc mái hiên để cung cấp bóng râm và tạo ra điện cùng lúc.
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế do Tiến sĩ Marco A. Ruiz-Preciado đứng đầu và giáo sư lâu năm Ulrich W. Paetzold từ Viện Công nghệ Ánh sáng (LTI) và Viện Công nghệ Cấu trúc Vi mô (IMT) tại KIT đã thành công trong việc sản xuất perovskite / CIS song song pin mặt trời với hiệu suất tối đa 24,9% (23,5% được chứng nhận). Ruiz-Preciado cho biết: “Đây là hiệu suất được báo cáo cao nhất đối với công nghệ này và mức hiệu suất cao đầu tiên đạt được với pin mặt trời gần như không chứa gallium đồng-indium diselenide song song với nhau,” Ruiz-Preciado nói. Giảm lượng gali dẫn đến một vùng cấm hẹp khoảng một điện tử vôn (eV), rất gần với giá trị lý tưởng là 0,96eV đối với pin mặt trời thấp hơn song song.
Pin mặt trời CIS với dải cấm hẹp: Pin mặt trời Perovskite với hàm lượng brom thấp
Độ rộng vùng cấm là một đặc tính vật liệu xác định một phần của quang phổ mặt trời mà pin mặt trời có thể hấp thụ để tạo ra điện. Trong một pin mặt trời song song nguyên khối, các khoảng trống dải tần phải sao cho hai tế bào có thể tạo ra dòng điện tương tự để đạt được hiệu suất tối đa. Nếu độ rộng vùng cấm của ô dưới thay đổi, thì vùng cấm của ô trên phải được điều chỉnh để thay đổi và ngược lại.
Để điều chỉnh khoảng cách vùng cấm để tích hợp song song hiệu quả, perovskite có hàm lượng brom cao thường được sử dụng. Tuy nhiên, điều này thường dẫn đến sụt áp và mất ổn định pha. Vì các nhà nghiên cứu KIT và các đối tác của họ sử dụng pin mặt trời CIS với khoảng cách vùng cấm hẹp ở đáy song song của chúng, họ có thể sản xuất các tế bào phía trên của mình bằng cách sử dụng perovskite có hàm lượng brom thấp, dẫn đến các tế bào ổn định và hiệu quả hơn.
Paetzold cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh tiềm năng của pin mặt trời song song perovskite / CIS và thiết lập nền tảng cho sự phát triển trong tương lai nhằm cải thiện hơn nữa hiệu quả của chúng. "Chúng tôi đạt được cột mốc quan trọng này nhờ sự hợp tác xuất sắc trong dự án PERCISTAND của EU và đặc biệt, nhờ sự hợp tác chặt chẽ của chúng tôi với Tổ chức Nghiên cứu Khoa học Ứng dụng Hà Lan." Cơ sở quan trọng đã được thực hiện trong dự án CAPITANO do Bộ Kinh tế và Hành động Khí hậu Liên bang Đức (BMWK) tài trợ.
