Nhật Bản cho ra đời mô-đun năng lượng mặt trời silicon linh hoạt chịu được nhiệt độ và độ ẩm cao

Sản phẩm do Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp tiên tiến Quốc gia Nhật Bản (AIST) nghiên cứu, phát triển. Các tấm quang điện mặt trời mới này có đặc tính linh hoạt và  rất phù hợp với những mái nhà có giới hạn tải trọng, phù hợp môi trường nóng ẩm. Đặc biệt có mặt trước làm bằng vật liệu PET thay vì vật liệu thủy tinh thông thường. “Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng các mô-đun quang điện mặt trời silicon tinh thể có vỏ màng PET cong, có độ tin cậy cao trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao. Mặc dù chưa tính toán cụ thể chi phí hệ thống, nhưng dự đoán, việc giảm trọng lượng có thể sẽ làm giảm chi phí vận chuyển và lắp đặt”, Tomihisa Tachibana, trưởng nhóm  nghiên cứu cho biết.

Mô-đun năng lượng mặt trời silicon linh hoạt có màng bọc trước PET chịu được nhiệt độ và độ ẩm cao của AIST. Nguồn: AIST

Nghiên cứu của AIST được công bố trên tạp chí Solar Energy Materials and Solar Cells, tựa đề “Phát triển các mô-đun quang điện mặt trời silicon tinh thể nhẹ và linh hoạt với vỏ bọc  màng PET có độ tin cậy cao trong  môi trường nhiệt độ và độ ẩm cao” các nhà khoa học Nhật Bản giải thích, màng PET là một giải pháp thay thế khả thi cho vỏ kính, do khả năng cách điện và truyền quang hiệu quả.

Mô-đun của AIST có cấu trúc mặt sau bằng nhôm đa tinh thể c-Si (Al-BSF), kích thước 156 mm2 × 156 mm2, dày khoảng 250 μm. Các dây ở thanh cái được kết nối bằng hàn máy và các dây của mô-đun 4 ô được kết nối nối tiếp bằng hàn tay. Màng PET dày 0,025 mm cho cả mặt trước và mặt sau của mô-đun, đồng thời bọc các tấm này bằng etyl vinyl axetat (EVA). Cấu trúc mô-đun là PET/EVA/c-Si cell/EVA/PET hoặc Backsheet. Nhóm nghiên cứu đã so sánh đặc tính nhiệt của mô-đun mới với đặc tính tham chiếu sử dụng kính dày 3,2 mm làm vật liệu che mặt trước và nhận thấy mô-đun mới nói trên có tính linh hoạt cao hơn so với mô-đun được chế tạo bằng kính.

Tuy nhiên, mô-đun có vỏ bọc mặt trước màng PET lại có giá trị dòng điện thấp hơn 10%, vì màng PET, không giống như kính, có cấu trúc chống phản chiếu. Các giá trị điện áp và hệ số lấp đầy được tìm thấy gần giống với giá trị của mô-đun thủy tinh chuẩn. “Việc không có nắp kính cũng mang lại tính linh hoạt cho các mô-đun được chế tạo và không thấy vết nứt hoặc khuyết tật nào khác sau khi thử nghiệm”, đại diện nhóm nghiên cứu cho hay.

Các nhà khoa học cũng cho biết thêm các mô-đun có vỏ màng PET có ưu điểm là giảm trọng lượng, khoảng 1/4 trọng tải mỗi ô, lý tưởng để lắp đặt ở những vị trí có giới hạn tải trọng. AIST đã thử nghiệm các mô-đun này trong một loạt thử nghiệm nhiệt ẩm (DH) ở nhiệt độ 85 độ C và độ ẩm tương đối dưới 85% và phát hiện thấy tấm nền thủy tinh có sự suy giảm hệ số lấp đầy và các giá trị hiện tại sau 3000 giờ do ăn mòn của bạc (Ag) ở các điện cực phía trước.

Theo nhóm nghiên cứu, mô-đun trọn gói PET hấp thụ các tác động môi trường tốt, giúp đẩy nhanh việc triển khai năng lượng mặt trời mái nhà, phù hợp cho các ứng dụng trong nông nghiệp, nhất là cho những mái có trọng lượng hạn chế.