Các nhà nghiên cứu khám phá ra cơ chế quan trọng trong sản xuất pin mặt trời

Vật liệu perovskite cho thấy đạt hiệu suất cao nhất trước khi chuyển đổi giai đoạn trung gian được hoàn thành.

Theo báo cáo của các nhà nghiên cứu từ Đại học Houston, một loại vật liệu mới làm thay đổi quá trình hấp thụ ánh sáng hiệu quả hơn, đây là một bước quan trọng hướng tới sản xuất các tấm năng pin mặt trời quy mô lớn, hiệu quả hơn và ít tốn kém hơn.

Công trình nghiên cứu, được công bố trên trang bìa của Nanoscale trong tháng này, đã đưa ra cơ chế về cách thay đổi cấu trúc hiển vi của màng mỏng perovskite khi được làm nóng nhẹ. Yan Yao, trợ lý giáo sư về kỹ thuật điện và máy tính và là tác giả chính của nghiên cứu đã cho biết, nghiên cứu này rất quan trọng cho việc thiết kế một quy trình sản xuất các tấm pin mặt trời hiệu quả cao.

Năm ngoái Yao và các nhà nghiên cứu khác đã xác định được cấu trúc tinh thể trong giai đoạn trung gian phi hợp thức là thành phần quan trọng đối với pin mặt trời perovskite hiệu quả cao. Yao cho biết, đây là nghiên cứu khoa học cơ bản, tuy nhiên nó có vai trò quan trọng đối với việc tạo ra các tấm pin mặt trời hiệu quả hơn.

Nghiên này cũng mang lại một bất ngờ: các vật liệu cho thấy hiệu suất cao nhất - tốc độ mà vật liệu biến đổi ánh sáng thành điện - trước khi chuyển đổi giai đoạn trung gian đã được hoàn tất, cho thấy một phương pháp sản xuất các màng mỏng mới đảm bảo đạt hiệu quả tối đa. Theo dự kiến của các nhà nghiên cứu, hiệu quả cao nhất đạt được sau khi vật liệu chuyển đổi sang 100% màng perovskite. Thay vào đó, họ phát hiện ra các thiết bị năng lượng mặt trời hoạt động tốt nhất khi quá trình chuyển đổi của các vật liệu này dừng ở mức 18% trong giai đoạn trung gian, trước khi chuyển đổi hoàn toàn.

Các nhà nghiên cứu viết: "Chúng tôi thấy rằng thành phần và hình thái của màng perovskite lệ thuộc vào điều kiện xử lý và có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất quang điện". "Sự phụ thuộc lớn vào các điều kiện xử lý là do động lực trao đổi phân tử giữa các phân tử halide hữu cơ và DMSO (dimethyl sulfoxide) phối hợp trong giai đoạn trung gian".

Các hợp chất perovskite thường bao gồm vật liệu từ halide lai hữu cơ và vô cơ gồm chì hoặc thiếc và được coi như vật liệu tiềm năng đối với pin mặt trời trong nhiều năm qua. Yao cho biết lợi thế của chúng gồm: vật liệu có thể hoạt động khi màng rất mỏng - khoảng 300 nanomet, so với từ 200 đến 300 micromet đối với các tấm silicon, vật liệu được sử dụng phổ biến nhất cho pin mặt trời. Pin mặt trời perovskite cũng có thể được sản xuất bởi quá trình hòa tan ở nhiệt độ dưới 150 độ C (khoảng 300 độ F) làm cho chúng tương đối rẻ.

Tỷ lệ hiệu quả nhất của pin mặt trời perovskite là khoảng 22%, thấp hơn so với silicon một chút là 25%. Nhược điểm của pin mặt trời perovskite là không ổn định trong không khí, hiệu quả mất đi nhanh chóng. Đồng thời chúng thường chứa chì, một loại chất gây độc.

Tuy nhiên, Yao cho biết, vật liệu này mang lại hứa hẹn cho ngành công nghiệp năng lượng mặt trời, ngay cả khi chúng không có khả năng thay thế silicon hoàn toàn. Thay vào đó, chúng có thể được sử dụng kết hợp với silicon, để làm tăng hiệu quả lên 30% hoặc hơn.

BÀI VIẾT KHÁC

Tổng Bí thư Tô Lâm làm việc với Ban Thường vụ Tỉnh ủy Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hòa Bình

Sáng nay 10/6, đồng chí Tô Lâm - Tổng Bí thư Ban Chấp hành Trung ương Đảng làm việc với Ban Thường vụ Tỉnh ủy Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hòa Bình về tình hình và kết quả triển khai thực hiện các Nghị quyết, Kết luận của Trung ương;

Ngày 10/06/2025

Phát động cuộc thi trực tuyến “Tìm hiểu về Bộ, ngành Tư pháp”

Để chào mừng kỷ niệm 80 năm Ngày truyền thống ngành Tư pháp Việt Nam (28/8/1945 - 28/8/2025), hướng tới Đại hội thi đua yêu nước ngành Tư pháp lần thứ VI, Bộ Tư pháp tổ chức cuộc thi “Tìm hiểu về Bộ, ngành Tư pháp” trên phạm vi toàn quốc.

Ngày 09/06/2025

Tháng hành động phòng, chống ma túy năm 2025: “Chung một quyết tâm - Vì cộng đồng không ma túy”

PhuthoPortal - Ngày 2/6/2025, UBND tỉnh ban hành Kế hoạch số 2862/KH-UBND về triển khai Tháng hành động phòng, chống ma túy năm 2025 với chủ đề “Chung một quyết tâm - Vì cộng đồng không ma tuý”. Tháng hành động phòng, chống ma túy năm 2025 diễn ra từ ngày 01/6/2025 đến ngày 30/6/2025.

Ngày 06/06/2025

Lấy ý kiến của đội ngũ trí thức, chuyên gia, nhà khoa học về dự thảo Nghị quyết sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp năm 2013

Ngày 20/5/2025, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh tổ chức Hội thảo lấy ý kiến của đội ngũ trí thức, chuyên gia, nhà khoa học về dự thảo Nghị quyết sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp năm 2013.

Ngày 21/05/2025

Công bố Tổ Công tác về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Thủ tướng phê duyệt và giao Bộ trưởng Nguyễn Mạnh Hùng làm Tổ trưởng Tổ Công tác về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số.

Ngày 16/05/2025

Tổ chức lấy ý kiến Nhân dân, các ngành, các cấp về dự thảo Nghị quyết sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam năm 2013

Ngày 9/5/2025, UBND tỉnh ban hành Kế hoạch số 2284/KH-UBND tổ chức lấy ý kiến Nhân dân, các ngành, các cấp về dự thảo Nghị quyết sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam năm 2013

Ngày 14/05/2025

Thông báo