Pin năng lượng mặt trời làm từ vật liệu perovskite cho thấy tiềm năng phát triển của thị trường năng lượng mặt trời. Loại pin này sử dụng một lớp hốc - chuyển dịch (hole-transportation layer), có khả năng đẩy mạnh hiệu suất chuyển hóa của dòng điện khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, việc sản xuất vật liệu hữu cơ hốc - chuyển dịch này lại rất tốn kém và không có độ bền cao.
Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Science, nhóm các nhà khoa học tại Trung Quốc đã phát triển một loại pin năng lượng mặt trời bằng vật liệu perovskite mà không cần lớp hốc - chuyển dịch, có hiệu suất chuyển hóa đạt 12,8% và độ bền lớn hơn 1000 giờ dưới ánh sáng mặt trời có cường độ tối đa trong điều kiện nhiệt độ thường. Thành công này có thể làm giảm giá thành của các loại pin perovskite.
Hợp chất perovskites lai ghép giữa chì methylammonium vô cơ-hữu cơ (Hybrid organic-inorganic methylammonium lead ) đã thu hút được sự quan tâm lớn đối với lĩnh vực chế tạo pin quang điện màng mỏng là do hợp chất này có hệ số hấp thụ nhiệt lớn, tính cơ động của phần tử mang điện cao và độ dài khuếch tán lâu. Tuy nhiên, các loại pin này có giá thành đắt do vật liệu để sản xuất các lớp hốc - chuyển dịch phải có độ tinh khiết cao và phương pháp chế tạo phức tạp.
Một nhóm nhà khoa học tại Trung tâm nghiên cứu tế bào vi mô Michael Gratzel thuộc Đại học Huazhong (Trung Quốc) hợp tác với Phòng thí nghiệm quang tử học và mặt phân giới tại EPFL đã chế tạo thành công loại pin mặt trời làm từ vật liệu perovskite không lớp hốc - chuyển dịch. Loại pin mặt trời bằng vật liệu perovskite này có hiệu suất chuyển hóa năng lượng đạt 12,8% và giữ trạng thái ổn định hơn 1000 giờ khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời.
Họ đã chế tạo loại pin mặt trời mới này bằng cách đổ khuôn (drop-casting) dung dịch i-ốt chì (lead iodide), i-ốt methyl ammonium (methylammonium iodide), và i-ốt axit amuniumvaleric 5 (5-ammoniumvaleric acid iodide) thông qua một màng xốp cacbon. Khung của pin năng lượng mặt trời này sử dụng lớp kép dioxit titanium và dioxit zirconium được phủ một màng cacbon xốp và chất đệm axit amin để tạo nhân pervoskite và phát triển tinh thể bên trong các lỗ rỗng. Các tinh thể perovskite thu được cho thấy có hiệu suất lưu trữ và sản sinh điện cao hơn so với các pin perovskite thông thường không có hốc dẫn điện. Việc sử dụng lớp bội ba không chứa phần tử dẫn điện hốc hữu cơ cũng mang lại độ ổn định rất cao.
Loại pin mặt trời bằng vật liệu perovskite vô cùng lý tưởng để đáp ứng các nhu cầu năng lượng tái tạo trong tương lai. Đổi mới mang tính đột phá này hướng đến một trong những hệ số giới hạn chính của pin, và mở đường cho việc phát triển các loại pin năng lượng mặt trời mới, hiệu quả, chi phí rẻ.
Nguồn: VISTA
_chuanbimau-buehler-1.png)
.jpg)
