NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG

Vật liệu Perovskite - tương lai của thời đại năng lượng mặt trời

25/10/2016 - 04:37 CH

Nhờ có phát minh của Giáo sư Henry Snaith của Đại học Oxford và cộng sự của ông là tiến sỹ Giles Eperon của Đại học Washington tìm ra cách chế tạo pin mặt trời bằng chất liệu perovskite đã vượt qua mốc 20% hiệu suất, cánh cửa mở tới tương lai của thời đại năng lượng mặt trời có thể gần hơn chúng ta nghĩ.

Cấu trúc tinh thể của Perovskite

Có rất nhiều cách để sinh điện từ ánh sáng mặt trời, tuy nhiên thị trường của năng lượng mặt trời đang bị thống trị và áp đảo hơn hẳn bởi những những viên pin bằng silicon tinh thể. Hầu hết những nguyên liệu thay thế đều là hợp chất có hiệu suất thấp hơn hoặc rất đắt đỏ. Trong những năm gần đây, đã có những phỏng đoán về việc những viên pin được làm từ nguyên liệu perovskite, một dạng tinh thể với có cấu trúc giống với cấu trúc của vật liệu gốm canxi titanat (CaTiO3) sẽ soán ngôi vương của pin silicon tinh thể. Perovskite không cần tới quá trình sử dụng nhiệt độ cao – nguyên nhân chính dẫn tới việc pin silicon có giá rất cao.

Hình ảnh của Perovskite ngoài đời thực

Những lựa chọn thay thế khác cũng giống perovskite, tuy nhiên mất tới nhiều thập kỷ để “nhích” được hiệu suất lên chỉ một chút. Trong khi đó, mới chỉ có 7 năm từ khi những giấy tờ đầu tiên về việc sản xuất điện bằng perovskite và ánh sáng mặt trời, mà nó đã có 3,8% hiệu suất. Chỉ 3 năm sau, Giáo sư Henry Snaith của Đại học Oxford đã thay đổi hoàn toàn “cuộc chơi” khi ông tìm ra cách chế tạo pin mặt trời đạt 10% hiệu suất.

Đầu năm nay, Snaith lại tiếp tục lập kỷ lục bằng cách kết hợp một viên pin perovskite với mẫu môđun của pin silicon truyền thống và chạm mức 25,2% cho hiệu suất năng lượng mặt trời.

Thành phần cấu tạo và cơ chế hoạt động của pin perovskite

Giờ đây, Snaith đã vượt qua cột mốc mới, kết hợp 2 lớp perovskite để tạo nên một viên pin có hiệu suất 20,3%, một thành tựu mà ông đã thông báo với tờ Science. Mặc dù nó không đạt được % hiệu suất bằng viên pin silicon/perovskite, thành quả làm việc mới nhất của Snaith là việc không sử dụng tới silicon nữa và giá thành của pin mặt trời sẽ rẻ hơn rất nhiều khi sản xuất hàng loạt.

VLXD.org (TH/GenK)