Viện Khoa học công nghệ tiên tiến quốc gia Nhật Bản đạt bước tiến về độ bền nhiệt của pin mặt trời perovskite
Ngày 17/03/2026 | Biên tập: Annie Nguyễn
Viện Khoa học công nghệ tiên tiến quốc gia Nhật Bản (AIST) thông báo đã đạt được kết quả quan trọng trong việc cải thiện độ bền nhiệt và độ ổn định ngoài trời của pin mặt trời perovskite, một trong những công nghệ năng lượng thế hệ mới.
Trong các thử nghiệm phơi nhiễm ngoài trời kéo dài từ mùa hè 2025 đến mùa đông 2026 tại Japan, các mẫu pin đã duy trì hiệu suất ban đầu, ngay cả khi nhiệt độ bề mặt đạt tới khoảng 70°C.
Thách thức lớn: suy giảm do nhiệt
Pin perovskite trước đây gặp hạn chế lớn về:
-
Khả năng chịu nhiệt thấp
-
Suy giảm hiệu suất nhanh trong môi trường nhiệt độ cao
Trong một số trường hợp, hiệu suất có thể giảm xuống dưới 10% chỉ sau vài chục giờ ở 85°C.
Nguyên nhân chính được xác định là do:
-
Sự suy thoái của lớp vận chuyển lỗ trống (hole transport layer)
Giải pháp vật liệu mới
AIST đã phát hiện rằng cấu trúc phân tử đóng vai trò then chốt.
-
Vật liệu truyền thống như 4-tert-butylpyridine có cấu trúc tuyến tính, dễ khuếch tán nhiệt vào lớp perovskite
-
Nhóm nghiên cứu đã thay thế bằng 2-phenylpyridine, có cấu trúc không tuyến tính
Kết quả:
-
Hạn chế khuếch tán nhiệt
-
Không hình thành lỗ rỗng trong lớp vật liệu
-
Cải thiện đáng kể độ bền
Hiệu suất thử nghiệm ấn tượng
-
Duy trì 100% hiệu suất ban đầu trong thử nghiệm 85°C suốt 2.400 giờ
-
Không suy giảm hiệu suất trong thử nghiệm ngoài trời dài hạn
Đáng chú ý, vật liệu mới:
-
Có thể áp dụng dễ dàng
-
Phù hợp với sản xuất hàng loạt
Ý nghĩa thiết kế vật liệu
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng:
-
Góc của nhóm thế phenyl so với nguyên tử nitơ trong vòng pyridine là yếu tố quyết định
-
Góc 60° hoặc 120° cho độ bền tối ưu
Đây là cơ sở quan trọng cho:
-
Thiết kế vật liệu thế hệ mới
-
Tối ưu hóa hiệu suất và độ bền
Hướng phát triển tiếp theo
AIST đặt mục tiêu:
-
Phát triển pin perovskite có tuổi thọ trên 20 năm
-
Mở rộng thử nghiệm:
-
Độ ẩm
-
Ánh sáng
-
Phơi nhiễm ngoài trời dài hạn
-
Dự án được hỗ trợ bởi New Energy and Industrial Technology Development Organization trong khuôn khổ chương trình Quỹ Đổi mới Xanh.
