Tin Khoa học Công nghệ quốc tế

TẾ BÀO NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI PEROVSKITE THẾ HỆ TIẾP THEO CÓ THỂ TẢN NHIỆT VÀ GIỮ ĐƯỢC HIỆU SUẤT CAO

19/11/2020 | 0
Perovskites với cấu trúc tinh thể và các đặc tính điện quang đầy hứa hẹn có thể là thành phần tích cực tạo ra thế hệ tiếp theo của pin mặt trời giá rẻ, hiệu quả, nhẹ và linh hoạt.

Vikram Dalal, Giáo sư xuất sắc của Đại học bang Iowa về Kỹ thuật, cho biết một vấn đề với thế hệ pin mặt trời silicon hiện nay là hiệu suất tương đối thấp trong việc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện.  

Các tế bào năng lượng mặt trời silicon tốt nhất trong phòng thí nghiệm có hiệu suất khoảng 26% trong khi các tế bào thương mại là khoảng 15%. Điều đó có nghĩa để tạo ra một lượng điện cố định đòi hỏi một hệ thống lớn hơn với chi phí cao hơn.

Điều đó khiến các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm những cách thức mới để nâng cao hiệu quả và giảm chi phí. Một ý tưởng có thể tăng hiệu suất lên tới 50% là cấu trúc song song xếp chồng hai loại tế bào lên nhau, mỗi loại sử dụng các phần bổ sung khác nhau của quang phổ mặt trời để sản xuất điện.

Các nhà nghiên cứu gần đây đã bắt đầu xem xét vật liệu perovskite vô cơ-hữu cơ lai như một đối tác song song tốt cho các tế bào silicon. Các tế bào năng lượng mặt trời perovskite lai này sẽ phân hủy khi tiếp xúc với nhiệt độ cao.

 

 

Các kỹ sư của Đại học Bang Iowa, trong một dự án do Quỹ Khoa học Quốc gia hỗ trợ một phần, đã tìm ra cách tận dụng các đặc tính hữu ích của perovskite trong khi ổn định các tế bào ở nhiệt độ cao.

Các nhà khoa học cho biết có hai bước phát triển chính trong công nghệ pin mặt trời mới: Đầu tiên, các kỹ sư đã thực hiện một số chỉnh sửa đối với cấu tạo của vật liệu perovskite. Họ đã loại bỏ các thành phần hữu cơ trong vật liệu - đặc biệt là các cation, vật liệu có thêm proton và điện tích dương - và các vật liệu vô cơ. Điều đó đã làm cho vật liệu ổn định ở nhiệt độ cao hơn.

Và thứ hai, họ đã phát triển một kỹ thuật chế tạo có thể tạo ra vật liệu perovskite một lớp mỏng - chỉ vài phần tỷ mét - cùng một lúc. Kỹ thuật lắng đọng hơi này nhất quán, không để lại chất gây ô nhiễm và đã được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nên có thể mở rộng quy mô sản xuất thương mại.

Các nhà khoa học cho biết, hiện nay họ đang cố gắng tối ưu hóa tế bào này - làm cho nó hiệu quả hơn trong việc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng. Ví dụ, các kỹ sư đã thay thế iốt phổ biến trong vật liệu perovskite bằng brom. Điều đó làm cho các tế bào ít nhạy cảm hơn với độ ẩm, giải quyết một vấn đề khác với perovskite lai tiêu chuẩn. Tuy nhiên, sự thay thế đó đã thay đổi đặc tính của tế bào, làm giảm hiệu quả và cách chúng hoạt động song song với tế bào silicon.

Các kỹ sư tin rằng họ đang trên con đường đã được chứng minh: “Nghiên cứu này chứng minh tính ổn định nhiệt mạnh mẽ hơn của vật liệu perovskite vô cơ và pin mặt trời ở nhiệt độ cao hơn và trong thời gian dài hơn so với báo cáo ở những nơi khác,” họ viết trong giấy. “(Đây là) những kết quả đầy hứa hẹn trong việc theo đuổi thương mại hóa vật liệu pin mặt trời perovskite.”

 

Nguồn dịch và biên tập: https://scitechdaily.com/next-generation-perovskite-solar-cells-that-can-take-the-heat-maintain-efficiency-demonstrated/

HAO