Công nghệ tiên tiến từ Đại học Oxford, thông qua công ty Oxford PV, đang tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành năng lượng mặt trời bằng cách kết hợp silicon, vật liệu phổ biến trong các tấm pin mặt trời, với perovskite. Sự kết hợp này hứa hẹn tăng đáng kể hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.
Perovskite, theo định nghĩa của ACS, là một khoáng chất được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1839 tại dãy núi Ural. Ngày nay, thuật ngữ này dùng để chỉ các vật liệu tổng hợp có cấu trúc tinh thể tương tự, được sản xuất từ các nguyên tố như brom, clo, chì và thiếc. Pin perovskite không chỉ hứa hẹn tăng cường sản lượng năng lượng cho các trang trại điện mặt trời và các hộ gia đình mà còn thể hiện hiệu suất vượt trội so với pin silicon truyền thống trong các ứng dụng đặc biệt như vệ tinh và xe điện.
Trong khi pin silicon vẫn chiếm lĩnh thị trường quang điện, hiệu suất của chúng còn nhiều hạn chế. Ưu điểm vượt trội của pin perovskite nằm ở khả năng chuyển đổi quang phổ ánh sáng thành năng lượng hiệu quả hơn, nhờ vào các yếu tố như tính linh động cao của electron trong tế bào.
Việc sử dụng perovskite kết hợp với silicon cho phép khai thác tối đa lợi thế của cả hai vật liệu trong việc hấp thụ năng lượng mặt trời. Theo NREL, tế bào quang điện silicon thông thường có hiệu suất từ 21-23%, với giới hạn lý thuyết tối đa khoảng 33%. Tuy nhiên, tế bào song song kết hợp perovskite và silicon có thể đạt hiệu suất lý thuyết lên đến hơn 47%. Oxford PV nhấn mạnh rằng, việc tạo ra nhiều điện hơn trên cùng một diện tích sẽ giúp giảm chi phí sản xuất điện khoảng 10% so với pin silicon tiêu chuẩn.
Tuy nhiên, công nghệ perovskite song song cũng đối mặt với một số thách thức. Nghiên cứu chỉ ra rằng, quy trình sản xuất phức tạp hơn có thể làm tăng tác động môi trường lên 7% so với pin silicon thông thường. Bên cạnh đó, perovskite dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và nhiệt độ cao, dẫn đến độ bền và tính ổn định ban đầu kém hơn so với silicon. Ngoài ra, sự hiện diện của một lượng nhỏ chì độc hại trong mỗi tấm pin cũng là một mối quan ngại cần được giải quyết.
Tuy nhiên, theo Joseph Berry, nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia Mỹ, vấn đề độc tính có thể được giảm thiểu thông qua các quy trình tái chế hoặc tái sử dụng phù hợp.
Tại phòng thí nghiệm của Oxford PV, các nhà khoa học tập trung vào việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật liên quan đến tấm pin mặt trời song song. Năm 2024, công ty đã thiết lập một kỷ lục mới về module mặt trời kích thước dân dụng hiệu quả nhất thế giới, với hiệu suất chuyển đổi đạt 26,9%. Oxford PV tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để nâng cao hiệu suất của tế bào pin, với mục tiêu tăng thêm 1% mỗi năm.
Oxford PV hiện đang sản xuất tế bào quang điện song song tại một nhà máy ở Đức và gần đây đã thử nghiệm các tấm pin mặt trời công suất khoảng 100 kW tại một trang trại thương mại ở Mỹ. Các tấm pin này, với hiệu suất 24,5%, đang được theo dõi chặt chẽ để thu thập dữ liệu thực tế.
Không chỉ Oxford PV, các công ty khác cũng đang đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng công nghệ perovskite. Vào tháng 6/2025, Swift Solar, một công ty khởi nghiệp từ MIT và Đại học Stanford, công bố dự án thí điểm triển khai pin mặt trời perovskite song song trên các tháp viễn thông, hợp tác với American Tower Corporation. Tháng 4/2025, Trinasolar, một công ty lớn có trụ sở tại Thường Châu, Giang Tô, đã công bố kỷ lục thế giới mới về hiệu suất chuyển đổi 31,1% trên một tế bào quang điện song song.
Oxford PV đang tích cực thảo luận với các nhà sản xuất ô tô về việc sử dụng tấm pin của họ trên xe điện. Ngoài ra, pin mặt trời perovskite song song còn được xem xét cho các ứng dụng không gian tiềm năng, như cung cấp năng lượng cho vệ tinh, nhờ vào chi phí sản xuất thấp. Công nghệ này hứa hẹn sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho năng lượng mặt trời, mang lại nguồn năng lượng sạch và hiệu quả hơn cho tương lai.
Admin
Nguồn: VnExpress
