Nghiên cứu mở đường tương lai pin mặt trời hiệu suất cao, không độc hại

Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết đối với các tấm pin mặt trời để tối ưu hóa hiệu suất của công nghệ quang điện và giảm thiểu việc sử dụng vật liệu độc hại. Nhưng giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Helmholtz-Zentrum Berlin (Đức) đã phát hiện một phương pháp hứa hẹn để khắc phục những vấn đề này.

Các nhà nghiên cứu vẫn đang tìm cách cải thiện hơn nữa các tấm pin mặt trời.

Báo cáo từ Tech Xplorer cho biết, khi silicon đã là vật liệu truyền thống cho các tấm pin mặt trời, việc chuyển sang perovskite giúp nâng cao hiệu quả và cho phép sản xuất các tấm pin mặt trời siêu mỏng và nhẹ. Tuy nhiên, pin mặt trời perovskite vẫn gặp khó khăn trong việc chịu đựng các yếu tố môi trường như nhiệt độ và độ ẩm, dẫn đến việc phát triển nhiều giải pháp mới nhằm cải thiện khả năng phục hồi của chúng. Đặc biệt, các loại pin mặt trời perovskite hiệu quả nhất hiện nay thường chứa chì - một kim loại độc hại đặc biệt nguy hiểm cho trẻ em.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã tìm ra rằng việc sử dụng phenothiazine - một phân tử đơn lớp tự lắp ráp được gọi là Th-2EPT - có thể giúp đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn với ít độc tính hơn. Nhà nghiên cứu chính của dự án, tiến sĩ Artem Musiienko, cho biết: “Chúng tôi đã chứng minh rằng hiệu suất của pin quang điện perovskite thiếc có thể được cải thiện đáng kể thông qua thiết kế phân tử có mục tiêu và hợp lý”.

Với việc sử dụng pin mặt trời perovskite thiếc kết hợp với Th-2EPT, các nhà nghiên cứu đã đạt được hiệu suất 8,2%, mở ra triển vọng cho những tiến bộ trong công nghệ điện mặt trời không chứa chì độc hại trong tương lai.

Lớp đơn phenothiazine cho phép tạo thành màng perovskite có chất lượng quang điện tử tốt và giảm thiểu tổn thất tái hợp.

Được biết, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), công nghệ điện mặt trời dự kiến sẽ chiếm 80% mức tăng trưởng năng lượng tái tạo vào năm 2030 nhờ vào sự phát triển của các nhà máy điện mặt trời lớn và việc mở rộng lắp đặt trên mái nhà cho doanh nghiệp và hộ gia đình. Việc phát triển những tấm pin mặt trời xanh này là chìa khóa để xã hội từ bỏ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và chuyển sang các nguồn tài nguyên bền vững như năng lượng mặt trời.

Bên cạnh việc cải thiện hiệu quả các tấm pin mặt trời, các dự án năng lượng mặt trời còn có thể hoạt động song song với sản xuất nông nghiệp, phát triển môi trường sống cho các loài thụ phấn và chăn thả gia súc thông qua hệ thống điện mặt trời nông nghiệp, trong đó các tấm pin mặt trời chia sẻ không gian canh tác, cung cấp cả bóng râm và sản xuất năng lượng.

Linh Hồ - Tech Xplorer