Bí mật sau chất phụ gia giúp pin mặt trời Trung Quốc "thọ" hơn và mạnh hơn gấp bội

Pin mặt trời Perovskite chính thức vượt ngưỡng 30%, bền bỉ sau 10.000 lần uốn.

Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ và Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba (NIMTE), trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, vừa tạo nên một cú hích lớn trong ngành năng lượng tái tạo. Bằng cách can thiệp vào quá trình kết tinh của vật liệu ở cấp độ phân tử, đội ngũ nghiên cứu đã đưa pin mặt trời thế hệ mới vượt qua "ngưỡng cửa tử" 30% hiệu suất – một con số từng là mơ ước của các nhà vật lý học.

Ảnh minh họa.

Từ trước đến nay, trở ngại lớn nhất của pin mặt trời Perovskite là sự kết tinh không đều. Trong quá trình sản xuất, các thành phần hóa học thường "mạnh ai nấy lớn", tạo ra những lỗ hổng cấu trúc khiến dòng điện bị thất thoát.

Để giải quyết vấn đề này, Tiến sĩ Ge Ziyi và cộng sự đã áp dụng lý thuyết axit-bazơ "cứng-mềm" (HSAB). Họ đưa vào các chất phụ gia đặc biệt như DFOB⁻ và BF4⁻ để ép các tinh thể phải lớn lên cùng lúc, đồng nhất như một đội quân duyệt binh. Kết quả là một lớp màng hoàn hảo, không còn sai sót, giúp pin đạt hiệu suất tối đa.

Nếu như các loại pin mặt trời thế hệ cũ thường bị hoài nghi về độ bền, thì phát minh mới này đã dẹp tan mọi lo ngại. Sau 1.000 giờ hoạt động liên tục tại điểm công suất tối đa, thiết bị vẫn giữ được 92% phong độ ban đầu. Đặc biệt hơn, phiên bản pin linh hoạt (có thể uốn cong) vẫn hoạt động tốt sau 10.000 lần gập, mở ra tương lai cho các thiết bị điện tử đeo tay và quần áo thông minh.

Quá trình kết tinh đồng bộ thúc đẩy sự hình thành các cấu trúc song song perovskite cứng và mềm hiệu quả.

Công nghệ này không chỉ vượt mặt pin Silicon truyền thống về hiệu suất mà còn có chi phí sản xuất rẻ hơn đáng kể nhờ quy trình xử lý dung dịch ở nhiệt độ thấp. Với khả năng ứng dụng rộng rãi từ các trang trại điện mặt trời khổng lồ đến các hệ thống năng lượng siêu nhẹ trên vệ tinh, đây chính là lời giải cho bài toán năng lượng xanh trong tương lai gần.