Công ty Nhật Bản phát triển phương pháp plasma nhiệt độ thấp để sản xuất perovskite

Công ty Sumitomo Heavy Industries (SHI) của Nhật Bản cho biết là đã phát triển phương pháp mới để tạo ra một lớp quan trọng bên trong pin mặt trời perovskite. Công ty tuyên bố quy trình này cho phép sản xuất hàng loạt ở nhiệt độ thấp với mức độ hư hỏng mặt bề mặt tối thiểu.

Theo các báo cáo, lớp này là lớp vận chuyển electron (ETL), hoạt động như một “đường cao tốc”, cho các electron tạo ra trong perovskite di chuyển đến điện cực. Phương pháp của SHI được gọi là lắng đọng plasma phản ứng (RPD), một dạng của lắng đọng hơi vật lý (PVD).

Hiện tại, perovskite là công nghệ đầy hứa hẹn nhưng vẫn còn hạn chế. Các phương pháp truyền thống để tạo ra ETL (dù là hóa học hay năng lượng cao) đều sử dụng nhiệt độ cao, các hạt độc hại hay khí độc. Các yếu tố này có thể làm hỏng vật liệu perovskite, tăng chi phí hoặc gây rủi ro về an toàn.

Phương pháp mới lắng đọng lớp ETL oxit thiếc (SnO₂) siêu mỏng ở nhiệt độ thấp, giúp ngăn ngừa hư hỏng perovskite. Dioxide thiếc, hợp chất vô cơ còn được gọi là oxit stannic, là quặng chính của thiếc (cassiterite), được sử dụng trong nhiều công nghệ như một chất bán dẫn.

SHI lưu ý, oxit thiếc cũng là oxit kim loại giá rẻ, khả năng dẫn điện tuyệt vời khi lắng đọng bằng phương pháp PVD. Quy trình này sử dụng các khí không độc hại, an toàn hơn và thân thiện hơn với môi trường. Nó cũng nhanh hơn đáng kể, nhanh hơn 200 lần so với các phương pháp hiện tại. Phương pháp mới rẻ hơn nhiều, chỉ tốn khoảng 0,5% chi phí sản xuất ETL hiện tại.

SHI là công ty đầu tiên trên thế giới chứng minh công nghệ PVD của mình có thể sản xuất màng SnO₂ với các đặc tính cách điện phù hợp cần thiết cho ETL. Công nghệ đột phá này mang lại cải tiến đáng kể về cả sản xuất hàng loạt và hiệu suất chi phí, so với các phương pháp lắng đọng màng hóa học hiện đang được các nhà sản xuất khác phát triển.

Theo SHI, phương pháp của họ tương thích với các lớp pin mặt trời khác và có thể thực hiện liên tục cùng với các điện cực oxit thiếc indium (ITO) trong suốt. Các tấm pin này cũng dễ dàng sản xuất hàng loạt, đưa công nghệ perovskite tiến gần hơn đến việc triển khai thương mại.

Sự tiến bộ của SHI không phải là về một loại pin mặt trời mới, mà là về việc giải quyết một trong những nút thắt lớn nhất trong việc sản xuất chúng với chi phí thấp, an toàn và quy mô lớn. Nếu tuyên bố của SHI là đúng, việc thương mại hóa perovskite có thể là mục tiêu khả thi vào những năm 2030.