Nhà khoa học Việt chế tạo vật liệu mới trong pin mặt trời [HOT]

Bắt đầu nghiên cứu từ năm 2011, TS Đào Quang Duy, Trung tâm Khoa học Vật liệu, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, đến nay đã phát triển thành công vật liệu phthalocyanin-tetrabenzoporphyrin, với đầy đủ tính chất vật liệu phù hợp để tạo thành lớp chuyển tiếp lỗ trống trong năng lượng mặt trời perovskite. tế bào.

Đây là chất liệu quan trọng ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của pin perovskite. Khác với pin mặt trời silicon truyền thống, các lớp chuyển tiếp lỗ của pin perovskite sử dụng vật liệu rắn, không phải chất điện phân lỏng, có khả năng hấp thụ và khuếch tán năng lượng tốt.




Pin mặt trời Perovskite có nhiều ưu điểm hơn so với các tế bào silicon truyền thống. Ảnh: Solar Energy.

Để chế tạo vật liệu phthalocyanin-tetrabenzoporphyrin, TS Duy và cộng sự đã áp dụng công nghệ tráng quay. Công nghệ này có ưu điểm là giá thành hợp lý nhưng vẫn đảm bảo cho pin tăng tính linh hoạt và ổn định. Nghiên cứu cho thấy vật liệu này có tính linh động hạt tải điện cao, dễ hòa tan trong dung môi hữu cơ, có khả năng bảo vệ lớp perovskite. Cấu trúc tinh thể của pin giúp quá trình chuyển đổi photon ánh sáng từ nguồn ánh sáng mặt trời thành điện năng sử dụng diễn ra hiệu quả.

Đặc biệt, ngay cả khi không tối ưu hóa, pin sử dụng vật liệu hữu cơ nguyên tử nhỏ làm lớp chuyển tiếp lỗ có hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao là 15%. Ngoài ra, việc sử dụng chất liệu phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin không pha tạp chất, có thể tăng tuổi thọ pin lên gấp 2 lần, bảo vệ lớp perovskite bên ngoài.

“Mặc dù hiệu suất này có thể so sánh với pin silicon truyền thống, nhưng sự chú ý của nhóm đối với việc chế tạo vật liệu mới là nó có giá thành hợp lý, dễ ứng dụng công nghệ và ít ảnh hưởng đến môi trường vì nó không cần thiết. được sử dụng. sử dụng nhiều hợp chất pha tạp hơn “, TS Duy nói.

Tiến sĩ Duy cho biết, hướng phát triển tiếp theo là tối ưu hóa các bước sản xuất pin, tăng độ bền và hiệu suất của vật liệu. Ông nói: “Chúng tôi hy vọng đây là một hướng đi tốt để pin mặt trời perovskite tiến xa hơn trong quá trình thương mại hóa trong nước.

Nhờ những kết quả ban đầu về hiệu quả sử dụng vật liệu, nhóm tiếp tục thiết kế cấu trúc perovskite 2D hoặc 3D để thay đổi lớp lõi, giúp tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin. Bước nghiên cứu này dự kiến ​​sẽ được hoàn thành vào năm sau. Ngoài công việc này, nhóm đang nghiên cứu chế tạo một loại pin nhiên liệu mới sử dụng vật liệu carbon để thay thế vật liệu bạch kim quý hiếm.

Pin Perovskite được coi là một trong những ứng cử viên tiềm năng để thay thế pin mặt trời silicon truyền thống. Hiện nay, Việt Nam chủ yếu nhập khẩu pin mặt trời silicon, giá thành cao và có thể ảnh hưởng đến môi trường đất khi hết hạn sử dụng do pin silicon có nhiều tạp chất. Việc phát triển một loại pin mặt trời mới tại Việt Nam giúp giảm giá thành mà vẫn đảm bảo môi trường và sức khỏe cho người sử dụng.

Nguyễn Xuân