Tìm ra loại vật liệu mới không ô nhiễm, giá thành thấp cho pin mặt trời

                  Vật liệu mới này còn giúp tăng độ bền của tấm pin năng lượng mặt trời, mở ra hướng phát triển pin mặt trời perovskite (pin mặt trời màng mỏng) vừa có giá thành phải chăng vừa bảo vệ môi trường.

Từ quá trình nghiên cứu vật liệu hữu cơ phân tử trong chế tạo pin mặt trời perovskite, TS. Đào Quang Duy và nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công vật liệu phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin với đầy đủ tính chất phù hợp để tạo thành lớp chuyển tiếp lỗ trống trong pin mặt trời perovskite. Kết quả này đã được công bố trên 2 tạp chí quốc tế uy tín.

Nhóm nghiên cứu của TS. Đào Quang Duy phối hợp với nhóm nghiên cứu của GS. Ozaki (Trường Đại học Osaka, Nhật Bản) phát triển vật liệu nguyên tử nhỏ phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin có độ linh động hạt tải cao, có thể tan trong nhiều dung môi hữu cơ, dễ dàng chế tạo bằng phương pháp quay phủ, phù hợp để làm lớp chuyển tiếp lỗ trống trong các pin mặt trời perovskite. Kết quả nghiên cứu này mở ra hướng phát triển pin mặt trời perovskite có giá thành hợp lý, độ bền cao và không ô nhiễm môi trường.

Theo TS. Đào Quang Duy, vật liệu mới phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin là vật liệu quan trọng giúp làm tăng độ bền cũng như tuổi thọ của loại pin perovskite. Ở tấm pin năng lượng mặt trời perovskite, không giống với pin mặt trời sillic truyền thống, các lớp chuyển tiếp lỗ trống sử dụng vật liệu dạng rắn (thay vì dùng điện phân lỏng), khả năng hấp thụ và khuếch tán năng lượng tốt. 

Hiện nay, công nghệ tinh thể silicon chiếm khoảng 90% thị phần trong ngành sản xuất pin mặt trời. Ngoài ra, có các loại vật liệu khác như pin mặt trời hữu cơ, pin mặt trời sử dụng các bán dẫn vô định hình, pin mặt trời sử dụng các màng mỏng đa tinh thể, pin mặt trời sử dụng vật liệu perovskite… Pin phải có các tiêu chí là hiệu suất pin cao, độ bền của pin tốt và công nghệ chế tạo đơn giản, rẻ tiền. Do đó, thành công của nhóm các nhà nghiên cứu Việt Nam được kỳ vọng sẽ  tạo nên một loại pin năng lượng mặt trời perovskite mới với độ bền cao, không gây ô nhiễm môi trường và có mức giá phải chăng.

Trong thời gian tới, nhóm sẽ tối ưu hóa các lớp vật liệu khác trong pin mặt trời perovskite để nâng cao hơn nữa hiệu suất của pin, qua đó giúp công nghệ sản xuất pin mặt trời perovskite tiến thêm một bước trong quá trình thương mại hóa.

Pin năng lượng mặt trời sử dụng vật liệu perovskite hiện được coi là một trong những ứng viên tiềm năng sẽ “soán ngôi” của các tấm pin mặt trời silic truyền thống. Hiện nay, tại thị trường Việt Nam, tấm pin mặt trời silic được sử dụng phổ biến và chủ yếu. Việc nhập khẩu và sử dụng pin mặt trời silic không chỉ có chi phí cao mà còn gây ra một số e ngại về ảnh hưởng tới môi trường đất khi các tấm pin hết vòng đời do pin silic có chứa nhiều tạp chất. Việc phát triển loại vật liệu pin năng lượng mặt trời mới tại Việt Nam giúp giảm giá thành mà vẫn đảm bảo thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khỏe của người sử dụng vì thế mang ý nghĩa lớn và được kỳ vọng sẽ đạt nhiều thành tựu hơn nữa.