Kết hợp nhiều lớp vật liệu để tăng hấp thu ánh sáng mặt trời
Pin mới bao gồm lớp trên cùng bằng perovskite và lớp dưới cùng dựa trên công nghệ đồng, indium, gali và diselenide (CIGS). Quá trình sáng tạo này bao gồm phủ một lớp polyimide lên một lớp nền thủy tinh, chế tạo pin mặt trời song song perovskite - CIGS trên cùng, sau đó tách lớp thủy tinh ra.
Các tế bào quang điện song song kết hợp hai hoặc nhiều lớp vật liệu khác nhau để tăng hiệu suất và thu được nhiều ánh sáng mặt trời hơn. Cụ thể, mỗi lớp vật liệu hấp thụ một quang phổ mặt trời khác nhau, cho phép thiết bị chuyển đổi nhiều ánh sáng mặt trời thành điện hơn so với các tế bào quang điện một lớp truyền thống.
Theo KIER, công nghệ của họ đại diện cho kỷ lục thế giới về thiết bị perovskite - CIGS tandem nhẹ và linh hoạt. Tuy nhiên, một thực thể bên thứ ba độc lập vẫn chưa xác nhận kết quả.
 |
| Hình ảnh của một tế bào năng lượng mặt trời song song |
Quá trình 'cất cánh' sáng tạo
KIER tuyên bố kỷ lục này đạt được bằng cách sử dụng một quy trình "cất cánh" sáng tạo, bao gồm việc sử dụng một tấm kính cứng làm đế tạm thời cho tế bào.
Lớp polyamide (một loại nhựa dẻo) được thêm vào. Các nhà khoa học xây dựng lớp tế bào song song trên bề mặt polyamide, và tế bào năng lượng mặt trời dẻo sau đó được bóc ra khỏi kính.
Quá trình này khác với các phương pháp truyền thống có xu hướng được xây dựng trực tiếp trên nhựa. "Không giống như các phương pháp thông thường sử dụng màng polyimide linh hoạt trực tiếp làm chất nền, phương pháp này sử dụng kính cứng làm đế đỡ, cho phép chế tạo pin mặt trời ổn định hơn. Việc sử dụng chất nền kính cứng, phẳng cũng đảm bảo lắng đọng lớp đồng đều, dẫn đến hiệu suất thiết bị được cải thiện và khả năng tái tạo cao hơn", viện nghiên cứu cho biết thêm.
Phương pháp mới được cho là tránh được các vấn đề với các cell linh hoạt, chẳng hạn như sự khuếch tán kali từ chất nền thủy tinh vào lớp hấp thụ ánh sáng CIGS. Điều này có thể gây đau đầu đáng kể cho các nhà sản xuất cell song song vì nó đưa các khiếm khuyết vào bộ hấp thụ CIGS.
Tế bào song song cũng cho thấy, độ bền "tuyệt vời" khi được thử nghiệm trong điều kiện chiếu sáng tiêu chuẩn. "Sau khi thực hiện 100.000 chu kỳ uốn cong, các tế bào năng lượng mặt trời vẫn duy trì 97,7% hiệu suất ban đầu của chúng", KIER cho biết.
Kihwan Kim, một trong những tác giả của nghiên cứu, cho biết thêm, tỷ lệ công suất trên trọng lượng của pin mặt trời chế tạo cao hơn khoảng 10 lần so với pin mặt trời perovskite/silicon, khiến nó trở nên rất hứa hẹn cho các ứng dụng trong các lĩnh vực yêu cầu mô-đun năng lượng mặt trời siêu nhẹ, chẳng hạn như bên ngoài tòa nhà, xe cộ và hàng không vũ trụ.
| Hiệu suất của nghiên cứu mới này rất ấn tượng nhưng vẫn thấp hơn một số pin song song kỷ lục khác được phát triển trong thời gian gần đây. Ví dụ, pin năng lượng mặt trời của Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) báo cáo hiệu suất 33,2% vào tháng 4/2023. JinkoSolar của Trung Quốc cũng đã sản xuất một pin mặt trời perovskite tandem hiệu suất 33,85% vào tháng 1/2025. Pin tandem mới này nổi bật không chỉ vì hiệu suất mà vì quy trình sản xuất mới lạ và ít lỗi. |
