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

Sở Khoa học và Công nghệ kiểm điểm đánh giá, xếp loại, tập thể, cá nhân năm 2025

Ngày 5/12/2025, đồng chí Nguyễn Minh Tường - Tỉnh ủy viên, Bí thư Đảng ủy, Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ chủ trì Hội nghị kiểm điểm đánh giá, xếp loại tập thể Đảng ủy, cá nhân các đồng chí Ủy viên Ban Chấp hành Đảng bộ; tập thể, các đồng chí lãnh đạo Sở Khoa học và Công nghệ năm 2025.

Ngày 05/12/2025

Tập huấn quản trị các hệ thống thông tin, triển khai ứng dụng trí tuệ nhân tạo hỗ trợ công tác quản lý nhà nước năm 2025

Ngày 5/12/2025, tại phường Vĩnh Phúc, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Phú Thọ tổ chức tập huấn quản trị các hệ thống thông tin dùng chung phục vụ vận hành chính quyền 2 cấp; hướng dẫn triển khai ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) hỗ trợ công tác quản lý nhà nước và xử lý công việc tại UBND cấp xã cho cán bộ, công chức các xã, phường trên địa bàn tỉnh.

Ngày 05/12/2025

Dấu ấn đậm nét của GS.TS Chu Tuấn Nhạ với sự phát triển của ngành Khoa học và Công nghệ

Khi nhìn lại chặng đường khởi sắc của khoa học và công nghệ (KH&CN) Việt Nam từ cuối thập niên 1990 đến những năm đầu thế kỷ XXI, không thể không nhắc đến vai trò quan trọng của GS.TS Chu Tuấn Nhạ. Ông được Nhà nước cử sang Ba Lan đào tạo về địa chất tại Học viện Khoa học và Công nghệ AGH UST. Từ tháng 10/1997 đến tháng 8/2002, trên cương vị Bộ trưởng Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường (KH,CN&MT) nay là Bộ Khoa học và Công nghệ, GS.TS Chu Tuấn Nhạ đã để lại những dấu ấn sâu sắc, góp phần ...

Ngày 05/12/2025

Nghiệm thu Dự án “Ứng dụng phần mềm hỗ trợ công tác lập và quản lý kế hoạch thanh tra, kiểm tra trên địa bàn tỉnh Phú Thọ”

Ngày 4/12/2025, Sở Khoa học và Công nghệ tổ chức họp Hội đồng đánh giá, nghiệm thu Dự án khoa học cấp tỉnh: “Ứng dụng phần mềm hỗ trợ công tác lập và quản lý kế hoạch thanh tra, kiểm tra trên địa bàn tỉnh Phú Thọ” do Thanh tra tỉnh Phú Thọ chủ trì thực hiện.

Ngày 04/12/2025

Điện Biên thúc đẩy ứng dụng công nghệ số "Make in Viet Nam" trong phát triển kinh tế số khu vực Tây Bắc

Trong bối cảnh chuyển đổi số và kinh tế số được xác định là một trong những động lực quan trọng của tăng trưởng, ngày 03/12/2025 tại thành phố Điện Biên Phủ, Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) phối hợp với UBND tỉnh Điện Biên tổ chức Hội thảo xúc tiến thương mại, đầu tư, quảng bá sản phẩm công nghệ số "Make in Viet Nam" nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế số và chuyển đổi số cho doanh nghiệp khu vực Tây Bắc.

Ngày 04/12/2025

Phó Chủ tịch UBND tỉnh Nguyễn Khắc Hiếu làm việc với UBND xã Hiền Quan về công tác cải cách hành chính

Ngày 3/12/2025, đồng chí Nguyễn Khắc Hiếu - Tỉnh ủy viên, Phó Chủ tịch UBND tỉnh có buổi làm việc với UBND xã Hiền Quan về công tác cải cách hành chính (CCHC).

Ngày 04/12/2025

Thông báo