Nhật Bản đẩy mạnh phát triển pin mặt trời perovskite song song: Hướng tới thương mại hóa công nghệ đột phá
Tokyo, ngày 25/7/2025 — Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) đang tăng tốc hỗ trợ các doanh nghiệp trong nước trong cuộc đua phát triển pin mặt trời perovskite song song – công nghệ được kỳ vọng sẽ định hình tương lai năng lượng tái tạo.
-
ガラス: Kính
-
透明電極: Điện cực trong suốt
-
トップ太陽電池: Pin mặt trời lớp trên
-
ペロブスカイト太陽電池: Pin mặt trời perovskite
-
中間層: Lớp trung gian
-
ボトム太陽電池: Pin mặt trời lớp dưới
-
シリコン太陽電池: Pin mặt trời silicon
Tại cuộc họp chuyên gia ngày 23/7, METI công bố loạt biện pháp nhằm hỗ trợ nghiên cứu, phát triển và ứng dụng loại pin mặt trời tiên tiến này. Với khả năng tăng mạnh sản lượng điện trên một đơn vị diện tích, công nghệ pin perovskite song song (tandem) đang trở thành tâm điểm của chiến lược năng lượng xanh tại Nhật.
Dẫn đầu xu hướng là các doanh nghiệp như Kaneka, đạt hiệu suất chuyển đổi lên tới 32,5%, cùng các tên tuổi lớn khác như Kyocera, Toshiba, Enecoat, Choshu Industry, và Panasonic. Các công nghệ đang được phát triển bao gồm perovskite/silicon, perovskite/chalcopyrite (màng mỏng), và thậm chí là perovskite/perovskite (trên kính).
Tuy nhiên, ngành vẫn đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật: cải thiện chất lượng lớp perovskite (cell trên cùng), xử lý bề mặt cell dưới, công nghệ phủ đồng đều, khả năng mở rộng quy mô sản xuất, và tăng độ bền sản phẩm (một số mô-đun thử nghiệm mất đến 20% hiệu suất chỉ sau 6 tháng).
| Cấu trúc | Doanh nghiệp | Số cổng (Terminal) | Hiệu suất chuyển đổi | Kích thước | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|---|
| Perovskite / Silicon tinh thể | Kaneka | 2 cổng | 32,5% | 1 cm² | Phát triển pin mặt trời dạng tấm tích hợp cho vật liệu mái nhà dân dụng. |
| 4 cổng | 30,79% | 64 cm² | |||
| Choshu Industry | 2 cổng | 24% | 275,6 cm² | Xem xét sản xuất pin mặt trời perovskite hiệu suất cao, độ bền cao dựa trên chuyên môn về công nghệ màng. | |
| Toshiba ESS × Kyocera | 2 cổng | 31,3% | 1,13 cm² | Bắt đầu thử nghiệm trình diễn đầu tiên trong nước cho pin mặt trời song song tại khu vực cao tốc Hanshin từ tháng 3/2025. | |
| Enecoat | 4 cổng | 30,4% | Top: 0,1 cm², Bottom: 4 cm² | Cùng Toyota Motor phát triển pin mặt trời perovskite dạng kính liền trần xe. Nghiên cứu ứng dụng cho mui xe, v.v. | |
| Perovskite / Chalcopyrite | PXP | 4 cổng | 26,5% | Top: 0,1 cm², Bottom: 1 cm² | Phát triển loại pin mặt trời song song dạng linh hoạt (perovskite/chalcopyrite) để sử dụng cho các thiết bị cầm tay như máy bay không người lái. |
| Perovskite / Perovskite | Panasonic | 4 cổng | 21,7% | 100 cm² | Nghiên cứu và phát triển pin mặt trời perovskite toàn phần (tandem) dành cho ứng dụng BIPV (pin tích hợp trong công trình xây dựng). |
Dựa trên thông tin công khai và phỏng vấn, do Cục Tài nguyên và Năng lượng Nhật Bản tổng hợp (Tính đến tháng 4 năm 2025).
Xu hướng nghiên cứu và phát triển pin mặt trời song song của các công ty trong nước
(Nguồn: Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp)
Trong ngắn hạn, METI tập trung hỗ trợ các công nghệ có mức độ sẵn sàng cao như perovskite/silicon, đồng thời tận dụng thế mạnh kỹ thuật phủ và vật liệu của các doanh nghiệp Nhật để mở rộng thị trường dân dụng – nơi đòi hỏi độ bền và hiệu suất cao.
Về dài hạn, Nhật Bản sẽ phát triển các mô hình lắp đặt quy mô lớn, không phụ thuộc vào silicon. Nhiều dự án R&D sẽ được tài trợ thông qua Quỹ Đổi mới Xanh (GI Fund), bao gồm cả các dự án với vật liệu mới như chalcopyrite.
Từ năm nay, METI sẽ khởi động Dự án trình diễn phát triển công nghệ sản xuất hàng loạt pin mặt trời thế hệ tiếp theo, đặt mục tiêu thương mại hóa công nghệ perovskite tandem. Cùng với đó là các chương trình phát triển công nghệ cơ bản, đồng hành cùng AIST và các trường đại học.
Mục tiêu cụ thể đến năm 2030 bao gồm: hiệu suất chuyển đổi trên 30%, độ bền tương đương 20 năm, và chi phí sản xuất điện dân dụng dưới 12 yên/kWh – một bước tiến để vượt qua rào cản cạnh tranh với pin silicon truyền thống.
[Nội dung nghiên cứu ①] Dự án phát triển công nghệ nền tảng cho pin mặt trời thế hệ tiếp theo
-
Thiết lập môi trường phát triển và đánh giá
-
Phát triển các vật liệu mới và công nghệ sản xuất liên quan
-
Thiết lập cơ chế phân tích và đánh giá
-
Thúc đẩy hợp tác quốc tế (bổ sung từ năm 2024)
-
Phát triển công nghệ tandem (từ năm 2025)
[Nội dung nghiên cứu ②] Dự án hiện thực hóa pin mặt trời thế hệ tiếp theo
-
2022–2023: Thiết lập công nghệ sản xuất
-
2023: Phát triển nguyên mẫu quy mô lớn (TRL: 5)
※ Xác lập công nghệ đáp ứng yêu cầu hiệu suất của pin mặt trời
[Nội dung nghiên cứu ③] Dự án chứng minh thực nghiệm pin mặt trời thế hệ tiếp theo
-
2024:
-
Phát triển nguyên mẫu cuối (TRL: 6)
※ Xác lập công nghệ đáp ứng thông số kỹ thuật bao gồm hiệu suất sản phẩm -
Chứng minh thực nghiệm (TRL: 7)
※ Chứng minh thực nghiệm ở quy mô thực tế với sản phẩm cuối và thông số kỹ thuật thực tế
-
[Nội dung nghiên cứu ④] Dự án chứng minh thực nghiệm công nghệ pin mặt trời tandem thế hệ tiếp theo
-
2024:
-
Thiết lập công nghệ sản xuất
※ Xác lập công nghệ đáp ứng hiệu suất của pin mặt trời
-
-
2025:
2) Phát triển nguyên mẫu cuối (TRL: 6) dựa trên sản phẩm thực tế
※ Xác lập công nghệ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và hiệu suất -
2026:
3) Chứng minh thực nghiệm (TRL: 7)
※ Chứng minh thực nghiệm ở quy mô thực tế với sản phẩm cuối và thông số kỹ thuật thực tế
Hỗ trợ phát triển thêm cho pin mặt trời perovskite song song
(Nguồn: Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp)
