Một nhóm quốc tế bao gồm các nhà nghiên cứu từ Khoa Khoa học Ứng dụng & Kỹ thuật của Đại học Toronto (Canada) đã tạo ra pin mặt trời perovskite có thể chịu được nhiệt độ cao trong hơn 1.500 giờ.
Đây là một cột mốc quan trọng khi công nghệ mới nổi này tiến gần hơn đến ứng dụng thương mại. Phát hiện của nhóm gần đây đã được công bố trên tạp chí Khoa học.
Ông Ted Sargent - Giáo sư tại Khoa Hóa học và kỹ thuật điện và máy tính tại Trường Đại học Northwestern (Mỹ) - cho biết: “Pin mặt trời perovskite mở ra những con đường mới để khắc phục một số hạn chế về hiệu quả của công nghệ dựa trên silicon, vốn là tiêu chuẩn công nghiệp ngày nay”.
Theo chuyên gia này, silicon vẫn có lợi thế trong một số lĩnh vực, bao gồm cả độ ổn định. Nghiên cứu này cho thấy cách chúng ta có thể thu hẹp khoảng cách đó.
Pin mặt trời truyền thống được làm từ các tấm silicon có độ tinh khiết cao, tốn nhiều năng lượng để sản xuất. Ngoài ra, chúng chỉ có thể hấp thụ một số phần của quang phổ mặt trời.
Ngược lại, pin mặt trời perovskite được tạo thành từ các lớp tinh thể có kích thước nano. Điều đó khiến chúng phù hợp hơn với các phương pháp sản xuất chi phí thấp. Bằng cách điều chỉnh kích thước và thành phần của các tinh thể này, nhóm nghiên cứu cũng có thể điều chỉnh bước sóng ánh sáng mà chúng hấp thụ.
Ngoài ra, các lớp perovskite cũng có thể được chồng lên nhau, hoặc thậm chí trên những tế bào năng lượng mặt trời silicon. Từ đó, cho phép chúng sử dụng nhiều quang phổ năng lượng mặt trời hơn và tăng hiệu quả.
Trong vài năm qua, những tiến bộ từ phòng thí nghiệm đã mang lại hiệu quả của pin mặt trời perovskite trong phạm vi tương tự như những gì có thể đạt được với silicon. Tuy nhiên, thách thức về sự ổn định ít được chú ý hơn.
Bà Park So Min - nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Sargent và là một trong ba đồng tác giả chính của nghiên cứu - cho biết: “Chúng tôi muốn làm việc ở nhiệt độ cao và độ ẩm tương đối lớn. Bởi, điều đó sẽ cho chúng tôi ý tưởng tốt hơn về thành phần nào có thể hỏng trước và cách cải thiện chúng”.
Các nhà nghiên cứu đã kết hợp kiến thức chuyên môn của mình trong khám phá vật liệu, quang phổ học và chế tạo thiết bị. Từ đó, thiết kế và mô tả đặc điểm của lớp phủ bề mặt mới cho pin perovskites. Dữ liệu của nhóm nghiên cứu cho thấy, chính lớp phủ này - được tạo ra bằng các phối tử amoni flo hóa, giúp tăng cường tính ổn định của tế bào tổng thể.
Pin mặt trời perovskite thường chứa một lớp thụ động. Lớp này bao quanh lớp perovskite hấp thụ ánh sáng và hoạt động như một ống dẫn để các electron di chuyển vào mạch xung quanh. Song, tùy vào thành phần của nó, cũng như mức độ tiếp xúc với nhiệt độ và độ ẩm, lớp thụ động có thể biến dạng theo cách cản trở dòng điện tử.
