Bước đột phá này thực hiện bởi Phòng nghiên cứu vật liệu năng lượng và môi trường tại Viện khoa học vật liệu Hàn Quốc (KIMS), do Tiến sĩ Dong-chan Lim và Tiến sĩ So-yeon Kim dẫn đầu.

Công trình nghiên cứu của họ, vừa được công bố trên tạp chí Chemical Engineering, có thể giúp năng lượng mặt trời rẻ hơn, phổ biến hơn, đặc biệt là đối với các thiết bị di động và đeo được.

Vật liệu chính sử dụng trong các pin mặt trời này là perovskite. Nó được coi là giải pháp thay thế mạnh mẽ cho silicon truyền thống vì nhẹ, chi phí thấp và hấp thụ ánh sáng mặt trời rất hiệu quả.

Perovskite có thể chế tạo thành màng dẻo, mở ra triển vọng sản xuất các tấm pin cuộn hoặc thiết bị mềm dẻo chạy bằng năng lượng mặt trời. Nhưng perovskite dễ bị hỏng khi tiếp xúc với độ ẩm.

Vì lý do này, các nhà sản xuất phải sử dụng thiết bị đặc biệt để giữ không khí khô trong quá trình sản xuất. Điều này làm tăng chi phí và hạn chế địa điểm cũng như cách thức sản xuất pin mặt trời.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu phát triển một phương pháp mới để bảo vệ lớp hấp thụ ánh sáng của pin mặt trời perovskite.

Họ đặt một loại perovskite đặc biệt - được gọi là perovskite hai chiều hoặc 2D - ở cả mặt trên và mặt dưới của pin. Điều này giúp ngăn hơi ẩm và làm cho pin ổn định hơn.

Nhờ phương pháp này, nhóm nghiên cứu có thể chế tạo tấm pin mặt trời linh hoạt, vẫn hoạt động ngay cả khi độ ẩm lên tới 50%. Các pin này vẫn giữ hơn 85% công suất đầu ra sau hơn 2.800 giờ hoạt động.

Các tấm pin này cũng vượt qua các bài kiểm tra cơ học khắc nghiệt. Sau khi bị uốn cong 10.000 lần, chúng vẫn hoạt động ở mức 96% hiệu suất ban đầu.

Ngay cả trong các bài kiểm tra ứng suất cực đại, khi các pin bị đẩy và kéo sang hai bên, chúng vẫn giữ 87% hiệu suất. Điều này cho thấy thiết kế mới không chỉ chống ẩm mà còn bền và linh hoạt.

Điều thú vị hơn nữa, nhóm nghiên cứu có thể áp dụng công nghệ này vào sản xuất quy mô lớn. Có nghĩa là công nghệ này không chỉ thành công trong phòng thí nghiệm mà còn có thể sản xuất trong nhà máy và ứng dụng vào sản phẩm thực tế.

Đổi mới này có thể mở đường cho các tấm pin mặt trời tích hợp vào vật dụng, ba lô, thậm chí là ô tô. Nhóm nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục cải tiến công nghệ, với mục tiêu mang lại nguồn năng lượng mặt trời bền bỉ, giá cả phải chăng cho nhiều người sử dụng hơn.