Nghiên cứu cho thấy phương pháp đơn lớp tự lắp ráp có thể được áp dụng cho pin mặt trời perovskite cấu trúc thông thường
của Đại học Công nghệ Kaunas
Trừu tượng đồ họa. Nhà cung cấp: Thư năng lượng ACS (2024). DOI: 10.1021/acsenergylett.4c00306
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Kaunas (KTU), Lithuania, người đã góp phần phát triển pin mặt trời phá kỷ lục cách đây vài năm, đã mở rộng phát minh của họ. Các lớp đơn tự lắp ráp giờ đây có thể được áp dụng không chỉ trong pin mặt trời perovskite đảo ngược mà còn trong pin mặt trời perovskite có cấu trúc thông thường.
Bài viết của họ, "Các lớp đơn tự lắp ráp không đầy đủ làm điểm tiếp xúc chọn lọc điện tử cho pin mặt trời n-i-p Perovskite", được xuất bản trên ACS Energy Letters.
Các phân tử tự lắp ráp tự sắp xếp thành một lớp dày một phân tử và trong trường hợp này, chúng hoạt động như một lớp vận chuyển điện tử trong pin mặt trời.
"Các phân tử tạo nên những lớp đơn này, giống như một loại keo thông minh, phủ lên bề mặt của các thiết bị được chế tạo một lớp mỏng dày một phân tử. Và điều này không phải ngẫu nhiên, chúng không dính vào bất cứ nơi nào chúng đi mà tự gắn kết bằng liên kết hóa học." chỉ khi chúng tiếp xúc với oxit kim loại dẫn điện”, Tadas Malinauskas, Giáo sư tại Khoa Công nghệ Hóa học của KTU và là một trong những người phát minh ra công nghệ mới, giải thích.
Theo Malinauskas, việc phát triển một lớp như vậy là một quy trình tương đối đơn giản và tiết kiệm vật liệu, đòi hỏi chất nền thủy tinh với lớp oxit kim loại dẫn điện phải được nhúng vào hoặc phun dung dịch hợp chất pha loãng cao.
Bằng cách này, các phân tử tự lắp ráp chỉ được gắn vào bề mặt của oxit kim loại, còn những phân tử không dính sẽ bị cuốn trôi. Bằng cách này, một lớp mỏng chỉ được tạo ra ở những nơi cần thiết.
Một bước quan trọng trong việc phát triển pin mặt trời thế hệ tiếp theo
Một nhóm các nhà nghiên cứu của KTU đã tổng hợp và nghiên cứu các vật liệu hữu cơ vận chuyển điện tích trong nhiều năm. Các thử nghiệm trước đây tập trung nhiều hơn vào các phân tử được sử dụng để truyền điện tích dương trong pin mặt trời perovskite.
"Chúng tôi có thể tự tin nói rằng những phân tử này đã tạo động lực lớn cho sự phát triển của pin mặt trời thế hệ tiếp theo. Vì vậy, bước tiếp theo của chúng tôi khá hợp lý: phát triển các phân tử tương tự có thể mang điện tích âm và áp dụng những vật liệu này trong Vytautas Getautis, giáo sư tại Khoa Công nghệ Hóa học KTU và Trưởng nhóm nghiên cứu phụ trách phát minh, cho biết: pin mặt trời perovskite.
Mặc dù là lớp rất mỏng nhưng vai trò của nó trong pin mặt trời lại vô cùng quan trọng. Malinauskas nói rằng sự tương tự tốt nhất cho chức năng của nó là tàu điện ngầm. Ông nói: “Lớp này, giống như một cổng tự động trên tàu điện ngầm, chỉ cho phép một loại điện tích đi qua và tiếp tục hành trình hướng tới điện cực”.
Bằng cách này, các phân tử tự lắp ráp làm tăng hiệu suất của pin mặt trời.
Cấu trúc pin mặt trời Perovskite khác nhau về trình tự các lớp. Trong cấu trúc thông thường, lớp vận chuyển điện tích âm được hình thành trên đế trong suốt, tiếp theo là lớp vận chuyển điện tích dương và hấp thụ ánh sáng. Trong pin mặt trời có cấu trúc đảo ngược, các lớp vận chuyển điện tích dương và âm được hoán đổi cho nhau.
Nhà phát minh và KTU Ph.D. sinh viên Lauryna Monika Svirskaitė nói rằng sự khác biệt chính giữa hai cấu trúc là lĩnh vực ứng dụng của chúng.
Svirskaitė cho biết: "Cấu trúc thông thường được sử dụng rộng rãi hơn để nghiên cứu pin mặt trời chi phí thấp, sản xuất dễ dàng hơn nhưng kém hiệu quả hơn. Cấu trúc đảo ngược cho phép chúng được sử dụng trong việc chế tạo các thiết bị kết hợp hiệu quả hơn nhiều, còn được gọi là thiết bị song song", Svirskaitė nói. .
Hiện tại, vì cả hai cấu trúc đều đang được nghiên cứu chuyên sâu nên các nhà khoa học KTU tin rằng phát minh mới này cũng quan trọng và hứa hẹn như phát minh trước.
Phát minh mới này là kết quả của sự hợp tác với các nhà khoa học từ Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST).
Malinauskas cho biết: “Chúng tôi, những nhà hóa học của KTU, chịu trách nhiệm phát triển, cải tiến và tối ưu hóa vật liệu và công nghệ phủ, trong khi các đồng nghiệp của chúng tôi từ Ả Rập Saudi đã nghiên cứu hiệu suất của nó trong pin mặt trời”.
Greta Žėkienė, Trưởng phòng Quản lý Sở hữu Trí tuệ tại Trung tâm Đổi mới và Khởi nghiệp Quốc gia (NIEC) của KTU, cho biết nhu cầu về phát minh này cao một cách đáng ngạc nhiên. Trong trường hợp này, sự quan tâm đến việc sử dụng công nghiệp của sáng chế có trước việc nộp đơn đăng ký sáng chế.
Theo Žėkienė, việc tìm kiếm đối tác thường bắt đầu sau khi nộp đơn đăng ký bằng sáng chế và hầu hết sáng chế chỉ nhận được sự chú ý sau khi một bài báo khoa học được công bố.
"Một công ty Nhật Bản mà chúng tôi đã có một số giấy phép cho các phát minh trong lĩnh vực này ngay lập tức bày tỏ sự quan tâm đến sự đổi mới trong danh mục sản phẩm của họ. Họ đang đợi chúng tôi chuẩn bị đơn xin cấp bằng sáng chế. Quá trình đàm phán thỏa thuận cấp phép bắt đầu
tránh xa," Žėkienė nói.
Bà nhấn mạnh rằng không cần thiết phải có bằng sáng chế để thương mại hóa một phát minh. Mặc dù tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể, việc thương mại hóa sáng chế có thể diễn ra bất kỳ lúc nào nếu doanh nghiệp tuyên bố ý định cấp phép hoặc tiếp quản toàn bộ quyền tài sản.
Trưởng phòng Quản lý Sở hữu trí tuệ KTU cho biết, các phát minh trong lĩnh vực pin mặt trời do nhóm nghiên cứu Tổng hợp chất bán dẫn hữu cơ thực hiện là mạnh nhất trong danh mục sáng chế của KTU và nhận được rất nhiều sự quan tâm từ các doanh nghiệp trong lĩnh vực này. Žėkienė cho biết thêm: “Chúng tôi cảm thấy tự hào và ghi nhận khi các công ty muốn bắt đầu sử dụng các phát minh này càng sớm càng tốt”.
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
