Phát minh tấm pin mặt trời hai mặt sử dụng siêu vật liệu perovskite

Pin mặt trời lưỡng diện sẽ tiết kiệm được không gian, đồng thời tăng sản lượng điện mặt trời - Ảnh: iStock/ Getty Images

Bề mặt hướng sáng của pin mặt trời chuyển hóa ánh nắng thành năng lượng điện, vậy mặt khuất trong bóng tối nhận ánh sáng như thế nào để tạo ra điện bây giờ? Câu trả lời rất đơn giản: phản chiếu.

Được phát triển bởi Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) trực thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, tấm pin mặt trời lưỡng diện có thể giúp tăng sản lượng năng lượng sạch và đồng thời tiết kiệm diện tích lắp đặt.

“Cell pin mặt trời làm từ perovskite này có thể vận hành hiệu quả ở cả hai mặt”, Kai Zhu, nhà khoa học công tác tại Trung tâm Hóa học va Khoa học nano tại NREL, cũng là người dẫn dắt nghiên cứu mang tính đột phá, nói với báo giới. Hiện, công nghệ pin năng lượng mặt trời (dùng silicon làm chất bán dẫn) đạt hiệu suất khoảng 26%.

Riêng tại mặt trước của tấm pin mặt trời perovskite, hiệu suất đã chạm tới ngưỡng 23%. Mặt pin sử dụng ánh sáng phản chiếu để tạo điện có thể đạt được 91-93% hiệu suất của mặt trước. Qua đó, hiệu suất trung bình của cả hệ thống lưỡng diện này tăng thêm khoảng 20% so với các hệ thống tiền nhiệm.

Trong những năm gần đây, perovskite trở thành vật liệu dẫn đầu trong các tiến bộ xoay quanh pin năng lượng mặt trời. Nó liên tục tạo ra các đột phá về hiệu suất, đồng thời mở đường tạo ra công nghệ thế hệ mới.

Tấm pin tự phục hồi của nhóm nghiên cứu Úc có thể cải thiện thiết bị hoạt động ngoài Trái Đất - Ảnh: Đại học Sydney.

Trong điều kiện phòng thí nghiệm, pin mặt trời làm từ silicon và perovskite đã đạt hiệu suất lên tới 30%, và trên lý thuyết con số sẽ bỏ xa hiệu suất của pin quang điện thuần silicon. Hồi tháng Năm, đã có một startup Hàn Quốc công bố sản phẩm làm từ tổ hợp perovskite và silicon, tuyên bố hiệu suất cao hơn từ 50-75% so với pin mặt trời thông thường.

Quay trở lại với phát kiến mới trong ngành quang điện. Các nhà nghiên cứu cho rằng chi phí sản xuất pin mặt trời lưỡng diện sẽ cao hơn, tuy nhiên hiệu suất cao của chúng sẽ dần khiến pin mặt trời perovskite hai mặt khả thi về mặt kinh tế.

Nghiên cứu mới đã được đăng tải trên tạp chí Joule.