Trong quá trình chế tạo pin mặt trời perovskite, quá trình ủ nhiệt cần thiết thường được sử dụng để cải thiện độ kết tinh của màng perovskite. Điều này giúp tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) của thiết bị, duy trì độ ổn định lâu dài, cho phép tạo ra tấm pin mặt trời perovskite bền vững.

Tuy nhiên, quá trình ủ nhiệt cũng thường dẫn đến các khuyết tật bề mặt và sự suy thoái cấu trúc, đặc biệt là mất iodine trên bề mặt, làm suy giảm cấu trúc perovskite. Quá trình này làm phức tạp thêm sự rối loạn mạng tinh thể, sự di chuyển ion và các hiệu ứng tự pha tạp có hại, cuối cùng làm giảm hiệu suất và độ ổn định của thiết bị.

Trong một bước tiến đột phá với công nghệ pin mặt trời perovskite, các nhà nghiên cứu phát triển một phương pháp mới để vượt qua các thách thức chính trong lĩnh vực này. Nghiên cứu có tiêu đề “Phương pháp ủ nhiệt bằng áp suất phân tử giúp tạo ra pin mặt trời perovskite bền vững" được công bố trên tạp chí Science đầu năm 2026.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Liang Chao từ Đại học Xi'an Jiaotong và nhóm nghiên cứu của Giáo sư Zhang Jinbao từ Đại học Xiamen giới thiệu phương pháp ủ áp suất phân tử mới. Phương pháp này bao gồm việc in một lớp dày đặc các khuôn mẫu phân tử gốc pyridine lên bề mặt perovskite trong quá trình ủ nhiệt, mà không cần sử dụng dung môi.

Theo phương pháp ủ áp suất phân tử của nhóm nghiên cứu, lớp màng 2-pyridylethylamine được liên kết nhiệt và ép với bề mặt perovskite. Sự phục hồi các lỗ trống iodine diễn ra theo thời gian thực trong quá trình ủ và khung chì-iodine được ổn định thông qua kỹ thuật phối tử tối ưu, dẫn đến tính toàn vẹn cấu trúc của màng perovskite và độ ổn định lâu dài được tăng cường.

Phương pháp này tạo ra màng perovskite có độ kết tinh cao và mật độ khuyết tật thấp, giúp tăng cường hiệu quả thu thập và vận chuyển điện tích. Các pin mặt trời perovskite cấu trúc n-i-p đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng được chứng nhận là 26,5% đối với thiết bị kích thước nhỏ (0,08 cm²), 24,9% đối với thiết bị 1 cm² và duy trì hiệu suất 23,0% đối với thiết bị 16 cm².

Các pin mặt trời perovskite này cũng thể hiện độ ổn định lâu dài vượt trội, duy trì hơn 98% hiệu suất ban đầu sau 1.600 giờ hoạt động liên tục ở nhiệt độ 85°C, độ ẩm tương đối 60% (tiêu chuẩn ISOS-L-3) và cho thấy sự suy giảm hiệu suất không đáng kể sau hơn 5.200 giờ bảo quản ở nhiệt độ môi trường xung quanh (tiêu chuẩn ISOS-D-1).