Nghiên cứu về perovskite thúc đẩy hiệu suất và tuổi thọ sản phẩm của pin mặt trời
bởi Đại học Surrey
Hiệu suất và độ ổn định của thiết bị quang điện. Tín dụng: Khoa học Năng lượng & Môi trường (2024). DOI: 10.1039/D4EE03001J
Một nhóm nghiên cứu quốc tế do Đại học Surrey và Cao đẳng Hoàng gia London đứng đầu đã xác định một chiến lược để cải thiện cả hiệu suất và độ ổn định cho pin mặt trời được làm từ "vật liệu kỳ diệu" perovskite bằng cách giảm thiểu con đường thoái hóa ẩn trước đây.
Trong một nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Khoa học Năng lượng và Môi trường, Viện Công nghệ Tiên tiến (ATI) của Surrey đã trình bày chi tiết cách họ cùng với các cộng sự của mình có thể sản xuất pin mặt trời perovskite chì-thiếc đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) hơn 23%—một trong những kết quả tốt nhất đạt được với vật liệu này và quan trọng hơn, một chiến lược thiết kế giúp cải thiện tuổi thọ của các thiết bị này lên 66%. PCE đề cập đến lượng ánh sáng mặt trời mà một tế bào có thể chuyển đổi thành điện năng có thể sử dụng.
Trong khi các tấm pin mặt trời silicon được sử dụng trên nhiều mái nhà hiện nay, các tấm pin mặt trời perovskite/silicon đang nổi lên trên thị trường, với các tấm pin "toàn perovskite" hoàn toàn có hiệu suất thậm chí còn cao hơn được dự đoán sẽ là bước tiến lớn tiếp theo với công nghệ này. Tuy nhiên, để công nghệ này khả thi về mặt thương mại, các nhà khoa học cần giải quyết thách thức cải thiện cả độ ổn định và hiệu quả, đặc biệt là xung quanh tế bào perovskite chì-thiếc được sử dụng trong thiết kế này.
Nghiên cứu hợp tác này do Đại học Surrey khởi xướng xác định các cơ chế ẩn trước đây góp phần gây ra cả tổn thất về hiệu suất và độ ổn định và giải quyết những thách thức này, giúp cộng đồng khoa học phát triển công nghệ này.
Hashini Perera, Tiến sĩ sinh viên và tác giả chính của nghiên cứu từ Viện Công nghệ Tiên tiến tại Đại học Surrey, cho biết, "Những hiểu biết mà chúng tôi phát triển từ công trình này đã cho phép chúng tôi xác định một chiến lược cải thiện hiệu quả và kéo dài tuổi thọ hoạt động của các thiết bị này khi tiếp xúc với điều kiện môi trường xung quanh.
"Tiến bộ này là một bước tiến lớn hướng tới các tấm pin mặt trời hiệu suất cao, bền lâu, giúp nhiều người tiếp cận được với nguồn năng lượng sạch giá cả phải chăng đồng thời giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và lượng khí thải carbon toàn cầu".
Để đạt được những cải tiến này, nhóm nghiên cứu tập trung vào việc tìm hiểu hiệu quả và tổn thất về độ ổn định do lớp vận chuyển lỗ gây ra, đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất của pin mặt trời. Họ đã giới thiệu một chất khử iốt để ức chế các phản ứng hóa học khiến pin bị phân hủy theo thời gian. Phương pháp này không chỉ làm tăng hiệu quả của pin mặt trời chì-thiếc mà còn kéo dài tuổi thọ của chúng, giúp chúng thiết thực hơn và tiết kiệm chi phí hơn khi sử dụng lâu dài.
Tiến sĩ Imalka Jayawardena, đồng tác giả của nghiên cứu từ Viện Công nghệ Tiên tiến tại Đại học Surrey, cho biết: "Bằng cách nâng cao đáng kể hiệu suất của các tế bào quang điện perovskite, chúng tôi đang tiến gần hơn đến việc sản xuất các tấm pin mặt trời rẻ hơn và bền vững hơn. Chúng tôi đang nỗ lực cải tiến các vật liệu, quy trình và kiến trúc thiết bị này để giải quyết những thách thức còn lại.
Giáo sư Ravi Silva, giám đốc Viện Công nghệ Tiên tiến tại Đại học Surrey, cho biết: "Nghiên cứu này đưa chúng ta đến gần hơn với các tấm pin không chỉ tạo ra nhiều điện hơn trong suốt vòng đời của chúng mà còn bền hơn. Hiệu suất cao hơn và ít phải thay thế hơn có nghĩa là nhiều năng lượng xanh hơn với ít chất thải hơn.
"Tại Đại học Surrey, chúng tôi đang trong quá trình xây dựng một trang trại năng lượng mặt trời công suất 12,5 MW, nơi chúng tôi có thể thử nghiệm một số mô-đun này. Chúng tôi tin tưởng rằng nghiên cứu perovskite sáng tạo của chúng tôi sẽ đẩy nhanh quá trình áp dụng rộng rãi các tấm pin mặt trời perovskite trên thị trường thương mại".
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
