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

Bộ Khoa học và Công nghệ tổng kết công tác năm 2025 và triển khai nhiệm vụ năm 2026

Ngày 26/12/2025, Bộ Khoa học và Công nghệ tổ chức hội nghị Hội nghị tổng kết công tác năm 2025 và triển khai nhiệm vụ năm 2026. Phó Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Chí Dũng dự và chỉ đạo hội nghị.

Ngày 26/12/2025

Lễ kỷ niệm 80 năm Ngày Tổng tuyển cử đầu tiên bầu Quốc hội Việt Nam (06/01/1946 - 06/01/2026)

Ngày 26/12/2025, Đoàn Đại biểu Quốc hội (ĐBQH) tỉnh tổ chức Lễ kỷ niệm 80 năm Ngày Tổng tuyển cử đầu tiên bầu Quốc hội Việt Nam (06/01/1946 - 06/01/2026) và tổng kết hoạt động của Đoàn ĐBQH khóa XV tỉnh Phú Thọ, nhiệm kỳ 2021 - 2026.

Ngày 26/12/2025

Hội nghị Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ các tỉnh/thành phố trực thuộc Trung ương năm 2025

Ngày 25/12/2025, Bộ Khoa học và Công nghệ tổ chức hội nghị Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ các tỉnh/thành phố trực thuộc Trung ương năm 2025. Đồng chí Nguyễn Mạnh Hùng - Ủy viên BCH Trung ương Đảng, Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ chủ trì hội nghị.

Ngày 26/12/2025

Tháo gỡ khó khăn trong vận hành chính quyền địa phương hai cấp và giải ngân vốn đầu tư công

Ngày 25/12/2025, Tổ công tác số 7 của UBND tỉnh do đồng chí Nguyễn Huy Ngọc - Tỉnh ủy viên, Phó Chủ tịch UBND tỉnh làm Tổ trưởng đã đến thăm và làm việc tại các xã: Thanh Ba, Quảng Yên, Hoàng Cương, Đông Thành, Chí Tiên, Liên Minh để nắm bắt tình hình khó khăn, vướng mắc trong quá trình vận hành mô hình chính quyền địa phương hai cấp và tiến độ giải ngân vốn đầu tư công của địa phương.

Ngày 26/12/2025

Ban Chỉ đạo Trung ương về phát triển khoa học, công nghệ đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số triển khai nhiệm vụ, giải pháp trọng tâm năm 2026

Ngày 25/12/2025, đồng chí Tổng Bí thư Tô Lâm chủ trì hội nghị tổng kết công tác năm 2025 và triển khai nhiệm vụ trọng tâm năm 2026 của Ban Chỉ đạo Trung ương về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số. Hội nghị được tổ chức theo hình thức trực tiếp tại trụ sở Trung ương Đảng và trực tuyến đến điểm cầu 34 tỉnh, thành phố và 2.093 điểm cầu cấp xã.

Ngày 26/12/2025

Hội nghị lấy ý kiến cử tri nơi công tác đối với người được dự kiến giới thiệu ứng cử đại biểu HĐND tỉnh Phú Thọ khóa XX, nhiệm kỳ 2026 - 2031

Ngày 24/12/2025, Sở Khoa học và Công nghệ tổ chức Hội nghị lấy ý kiến cử tri nơi công tác đối với người được dự kiến giới thiệu ứng cử đại biểu HĐND tỉnh Phú Thọ khóa XX, nhiệm kỳ 2026 - 2031.

Ngày 25/12/2025

Thông báo