Nghiên cứu mới khắc phục giảm suy thoái cho tấm quang điện perovskite

Vật liệu perovskite đang nhanh chóng nổi lên như một “ứng cử viên” đầy hứa hẹn cho tấm quang điện mặt trời, nhưng nhược điểm chính của chúng là dễ bị phân hủy dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, làm giảm hiệu quả theo thời gian. Để khắc phục, các kỹ sư ở UCLA đã ra tìm ra nguyên nhân gốc rễ của vấn đề và đề xuất giải pháp khắc phục.

Mẫu tấm quang điện mặt trời perovskite được xử lý bằng lớp phủ mới, giúp cải thiện độ ổn định dưới ánh sáng mặt trời cường độ cao, liên tục. Ảnh: UCLA

Các nghiên cứu trước đây đã cố gắng khắc phục nhược điểm về độ bền này bằng cách thêm các phân tử cồng kềnh, bột màu cũ, các chấm nano carbon làm từ tóc, chất phụ gia 2D, hợp chất ớt hoặc chấm lượng tử…

Trong nghiên cứu mới đây, UCLA đã khám phá ra cơ chế chặn đứng sự suy thoái nói trên. Quá trình này bao gồm việc phủ lên bề mặt một lớp ion hữu cơ; ghép nối các ion âm và dương trong khi xử lý bề mặt, giúp giữ cho bề mặt tấm quang điện ổn định.

Để kiểm chứng tính hiệu quả của giải pháp mới này, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các tế bào NLMT dưới ánh sáng mạnh suốt ngày đêm, mô phỏng quá trình tăng tốc lão hóa như diễn ra trong tự nhiên. Kết quả, các tế bào năng lượng mặt trời được xử lý bằng kỹ thuật mới giữ được 87% hiệu suất sau hơn 2.000 giờ trong điều kiện ánh sáng mạnh dài kỳ và liên tục, tốt hơn nhiều so với các tế bào không được xử lý, hiệu suất giảm chỉ còn 65%.

Tấm quang điện mặt trời PV ngày càng rẻ hơn nhờ chính sách khuyến khích sử dụng NLMT và phát triển công nghệ mới. Ảnh: Iberdrola

“Các tế bào năng lượng mặt trời của chúng tôi là một trong những loại ổn định nhất về hiệu suất cho đến thời điểm hiện tại. Nghiên cứu đã tạo ra kiến ​​thức nền tảng mới, giúp tạo ra các tế bào năng lượng mặt trời perovskite ổn định hơn, giá thành rẻ hơn, mang lợi ích cho nhà sản xuất lẫn khách hàng sử dụng cuối”,  Shaun Tan, đồng tác giả nghiên cứu của UCLA cho biết.