Pin mặt trời Perovskite duy trì hiệu suất chuyển đổi năng lượng 95% sau 1.100 giờ ở 85°C với lớp phủ phân tử mới
Bởi Đại học Manchester
Nguồn ảnh: Đại học Manchester
Các nhà khoa học đã tìm ra cách để chế tạo pin mặt trời perovskite không chỉ hiệu quả cao mà còn ổn định đáng kể, giải quyết một trong những thách thức chính cản trở việc sử dụng rộng rãi công nghệ này.
Perovskite từ lâu đã được ca ngợi là yếu tố thay đổi cuộc chơi cho thế hệ năng lượng mặt trời tiếp theo. Tuy nhiên, vẫn cần những tiến bộ trong thiết kế vật liệu để tăng hiệu quả và độ bền của các tấm pin mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.
Đột phá về độ ổn định của pin mặt trời perovskite
Dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Thomas Anthopoulos từ Đại học Manchester, nhóm nghiên cứu đã đạt được điều này bằng cách tinh chỉnh các phân tử phủ lên bề mặt perovskite. Họ đã sử dụng các phân tử nhỏ được thiết kế đặc biệt, được gọi là phối tử amidinium, hoạt động như một "chất kết dính" phân tử để giữ cấu trúc perovskite lại với nhau.
Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Science, tập trung vào việc tìm hiểu cách cấu trúc hóa học của phối tử amidinium kiểm soát sự hình thành pha perovskite chiều thấp trên nền perovskite ba chiều thông thường.
Các lớp có trật tự cao này tạo thành một lớp bảo vệ mịn, ổn định, ngăn ngừa sự hình thành các khuyết tật nhỏ, cho phép dòng điện chạy hiệu quả hơn và ngăn ngừa sự xuống cấp của thiết bị dưới tác động của nhiệt hoặc ánh sáng.
Kết quả về hiệu suất và độ bền
Sử dụng phương pháp này, nhóm nghiên cứu đã phát triển các pin mặt trời với hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 25,4%, đồng thời duy trì hiệu suất trên 95% sau 1.100 giờ hoạt động liên tục ở 85°C dưới ánh sáng mặt trời đầy đủ.
Giáo sư Anthopoulos cho biết: "Pin mặt trời perovskite được xem là một giải pháp thay thế rẻ hơn, nhẹ hơn và linh hoạt hơn so với các tấm silicon truyền thống, nhưng chúng vẫn gặp phải những thách thức về độ ổn định lâu dài. Các vật liệu perovskite tiên tiến hiện nay được biết là không ổn định dưới tác động của nhiệt hoặc ánh sáng, khiến các tế bào bị xuống cấp nhanh hơn.
"Các phối tử amidinium mà chúng tôi đã phát triển, cùng với những kiến thức mới thu được, cho phép kiểm soát sự phát triển của các lớp perovskite chất lượng cao và ổn định. Điều này có thể khắc phục một trong những trở ngại lớn cuối cùng mà công nghệ pin mặt trời perovskite đang phải đối mặt và đảm bảo nó có tuổi thọ đủ lâu để triển khai trên quy mô lớn."
Thông tin thêm: Xiaoming Chang và cộng sự, Phối tử đa hóa trị điều chỉnh kỹ thuật kích thước cho các mô-đun năng lượng mặt trời perovskite đảo ngược, Science (2026). DOI: 10.1126/science.aea0656
Thông tin tạp chí: Science
