Pin mặt trời “siêu mỏng” kết hợp CIGS và perovskite

Các nhà nghiên cứu tại Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) vừa phát triển thành công một loại pin mặt trời mới với độ dày chỉ 2 μm, kết hợp giữa vật liệu CIGS và perovskite. Loại pin này không chỉ linh hoạt, tiết kiệm vật liệu mà còn đạt hiệu suất chuyển đổi ấn tượng 24,6%.

Mỗi tấm pin “siêu mỏng” này gồm bốn lớp: lớp tinh thể CIGS (đồng, indium, gali và selen), lớp trung gian bằng oxit kẽm pha nhôm, lớp perovskite và lớp tiếp xúc ở dưới cùng.

So với các module pin mặt trời thương mại hiện nay, lớp hoạt động của pin mỏng này mỏng hơn ít nhất 100 lần, giúp tiết kiệm vật liệu, giảm trọng lượng và tăng tính linh hoạt cho nhiều ứng dụng tiềm năng.

Hiệu suất 24,6%, tiềm năng đạt 30%

Bằng cách tối ưu hóa bề mặt tiếp xúc giữa hai phần của pin mặt trời song song (tandem), các nhà nghiên cứu đã nâng cao hiệu suất chuyển đổi lên 24,6%. Con số này đã được kiểm chứng bởi Viện Hệ thống Năng lượng Mặt Trời Fraunhofer ISE.

Các nhà nghiên cứu tại HZB cũng tự tin rằng hiệu suất có thể được nâng lên hơn 30%, đưa pin mặt trời mỏng này vào nhóm pin mặt trời song song tốt nhất, nhưng với lượng vật liệu sử dụng ít hơn rất nhiều.

Thách thức về độ bền và sản xuất

Mặc dù chưa rõ độ bền của loại pin “siêu mỏng” này trong thực tế, nhưng các module pin mặt trời dựa trên perovskite thường bị giảm hiệu suất đáng kể khi tiếp xúc với độ ẩm và ánh sáng mặt trời.

Quá trình sản xuất cũng cần được đơn giản hóa trước khi có thể thương mại hóa loại pin này. Việc phủ các lớp mỏng dưới 1 μm yêu cầu hệ thống buồng chân không và buồng chuyển giao phức tạp.

Pin mặt trời mỏng kết hợp CIGS và perovskite là một bước đột phá trong công nghệ năng lượng mặt trời, hứa hẹn mang đến nguồn năng lượng sạch, hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua trước khi công nghệ này có thể được ứng dụng rộng rãi.