Nhóm nghiên cứu tại Viện công nghệ và kỹ thuật vật liệu Ningbo, phát triển phương pháp mới để bảo vệ một bộ phận quan trọng của tấm pin mặt trời, được gọi là pin mặt trời song song perovskite. Khám phá của họ gần đây được công bố trên Nature Communications.
Pin mặt trời song song là loại công nghệ năng lượng mặt trời đặc biệt được thiết kế để tận dụng tối đa ánh sáng mặt trời. Chúng sử dụng hai lớp vật liệu perovskite, một lớp thu ánh sáng mặt trời năng lượng cao ở trên, một lớp thu ánh sáng năng lượng thấp hơn ở bên dưới.
Thiết kế thông minh này có thể chuyển đổi nhiều ánh sáng mặt trời hơn thành điện, giúp tấm pin hiệu quả hơn. Tuy nhiên, một vật liệu gọi là NiOx, được sử dụng ở lớp trên cùng của tấm pin, có xu hướng bị ăn mòn khi tiếp xúc với một số hóa chất có tính axit được dùng để ổn định tấm pin.
Sự ăn mòn này làm giảm hiệu suất của pin và rút ngắn tuổi thọ của pin. Trước đây, các nhà nghiên cứu sử dụng axit photphoric để giúp các vật liệu dính vào nhau, nhưng nó quá thô ráp, khắc nghiệt và gây hư hỏng theo thời gian.
Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu dùng loại axit nhẹ hơn là axit boric, để tạo ra loại xử lý bề mặt mới gọi là BA-SAM. Các lớp phân tử đặc biệt này liên kết chặt chẽ và đều hơn với NiOx. Kết nối mạnh mẽ, mượt mà hơn giúp các bộ phận của pin mặt trời gắn kết với nhau mà không gây hư hỏng, giúp tấm pin mặt trời mạnh và bền hơn.
Sử dụng phương pháp này, nhóm nghiên cứu chế tạo được tấm pin mặt trời bên trên, có hiệu suất chuyển đổi điện năng cải thiện lên tới 20,1%. Khi họ kết hợp nó với một pin mặt trời bên dưới để tạo thành cấu trúc song song, toàn bộ pin mặt trời đạt hiệu suất đến 28,5%. Ấn tượng hơn, tấm pin mặt trời vẫn duy trì 90% hiệu suất sau 500 giờ dưới ánh sáng mặt trời đầy đủ, cho thấy sự ổn định tuyệt vời trong thời gian dài.
Khám phá này đưa các nhà khoa học đến gần hơn việc tạo ra tấm pin mặt trời hiệu suất cao, giá cả phải chăng, bền hơn và tận dụng tốt hơn năng lượng mặt trời. Đây là bước tiến đầy hứa hẹn, hướng tới việc đưa công nghệ năng lượng mặt trời tiên tiến vào các ngôi nhà, tòa nhà và hệ thống điện trên toàn thế giới.
