Sáng kiến của một nhóm nghiên cứu do NYU Tandon (Hoa Kỳ) dẫn đầu là tạo lớp phủ siêu mỏng giúp bảo vệ tấm pin trong một bước quan trọng của quy trình sản xuất, dẫn đến tăng 13% công suất đầu ra.
Các tấm pin mặt trời cadmium telluride (CdTe) hoạt động khác với các tấm pin silicon phổ biến hơn thấy trên mái nhà. Thay vì sử dụng các lớp silicon dày, các tấm pin CdTe sử dụng một lớp hợp chất cadmium và tellurium mỏng hơn nhiều trải trên kính.
Điều này làm cho chúng rẻ hơn khi sản xuất và hoạt động tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ cao và ánh sáng yếu, khiến chúng đặc biệt hữu ích ở những nơi nóng, nhiều nắng như vùng Caribe hoặc gần đường xích đạo. Loại tấm pin này thường sử dụng trong các trang trại điện mặt trời lớn.
Nhưng chúng có vấn đề tồn tại từ lâu: nhiệt dùng để thêm dây kim loại để thu điện từ pin trong một bước sản xuất có thể làm hỏng cấu trúc bên trong tấm pin. Thiệt hại xảy ra ở ranh giới nơi các tinh thể nhỏ bên trong vật liệu gặp nhau, giống như vết nứt trên sàn gạch, khiến tấm pin mất hiệu suất.
Để khắc phục điều này, các nhà nghiên cứu thêm một lớp phủ oxit đặc biệt mỏng như giấy, có thể là oxit nhôm gallium (AlGaOx) hoặc oxit silic (SiOx) trước bước nối dây kim loại.
Các lớp phủ này tự động tích tụ tại các điểm yếu giữa các tinh thể, hoạt động như một lớp áo giáp vô hình. Đồng thời, chúng tránh xa các bộ phận của bề mặt cần tiếp xúc điện.
Sự bổ sung nhỏ này tạo ra khác biệt lớn. Các tấm pin được phủ tạo ra nhiều điện áp hơn, lên đến 850 milivôn, so với 750 milivôn trước đây và cải thiện một hiệu suất quan trọng khác được gọi là hệ số lấp đầy, phản ánh mức độ hiệu quả của pin mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng có thể sử dụng.
Lớp phủ được thêm vào bằng phương pháp phổ biến trong sản xuất thiết bị điện tử, gọi là phủ quay, dễ sử dụng và giá cả phải chăng. Nó hoạt động với các kim loại khác nhau, bao gồm vàng và molybdenum, có thể kết hợp tốt với các vật liệu khác như kẽm telluride pha tạp nitơ, giúp tấm pin dẫn điện hiệu quả hơn.
Công nghệ này cũng mang lại một lợi ích: tellurium, một trong những vật liệu chính sử dụng trong các tấm pin CdTe, thường được tìm thấy trong chất thải khai thác đồng, có nghĩa là sự cải tiến này cũng có thể biến chất thải công nghiệp thành các giải pháp năng lượng sạch.
