Điều gì làm cho Perovskite trở nên tuyệt vời?
Khả năng hấp thụ ánh sáng của pin mặt trời perovskite được cung cấp bởi lớp hấp thụ của chúng, được tạo thành từ 'ABX', trong đó 'A' thường đại diện cho ion từ kim loại cation hoặc kim loại hóa trị một và trong đó 'B' bao gồm Pb (chì) hoặc Sn (thiếc). 'X' đại diện cho tham số nguyên tử có halogen là ion. Vì bạn có thể trộn và kết hợp các bộ phận này nên các nhà nghiên cứu có thể thay đổi chức năng của vật liệu để làm cho nó phù hợp.Những tế bào này đã được biết đến rộng rãi trong một khoảng thời gian ngắn. Khi chúng lần đầu tiên được chế tạo dưới dạng pin mặt trời vào năm 2009, chúng chỉ hoạt động tốt được 3,8%. Nhưng hiện tại họ đã đạt được hơn 27% trong phòng thí nghiệm. Điều đó giống như thể những tế bào này đã làm được những gì mà pin mặt trời silicon đã đạt được trong 40 năm, chỉ có điều chúng chỉ mất 10 năm!
Ưu điểm cốt lõi so với Silicon truyền thống
| Tính năng | Pin mặt trời Perovskite | Tế bào silicon truyền thống |
|---|---|---|
| Giới hạn hiệu quả lý thuyết | >30% (single junction); >40% (song song) | ~29.3% |
| Nhiệt độ sản xuất điển hình | Quá trình xử lý dung dịch hoặc hơi có nhiệt độ-thấp (khoảng 100 độ ) | Quá trình có nhiệt độ-cao (trên 1000 độ ) |
| Sử dụng vật liệu & tính linh hoạt | Màng-siêu mỏng, nhẹ; tùy chọn linh hoạt và bán{1}}minh bạch | Tấm wafer dày, cứng và mờ đục |
| Phạm vi ứng dụng chính | Nhà máy điện, BIPV, thiết bị điện tử đeo được, sản phẩm tiêu dùng, phương tiện đi lại | Các nhà máy điện và mảng mái nhà-quy mô lớn |
Con đường thương mại hóa: Giải quyết những thách thức chính
Thay đổi vật liệu:Trộn các ion khác nhau để giữ cấu trúc tinh thể mà chúng ta muốn ổn định.
Bảo vệ tốt hơn:Tạo các lớp chắc chắn để bảo vệ màng perovskite khỏi môi trường.
Sửa chữa bề mặt:Sử dụng hóa chất để sửa chữa các vấn đề trên bề mặt vật liệu, giúp vật liệu hoạt động tốt hơn và bền lâu hơn.Các vấn đề khác bao gồm sản xuất nhiều mà không làm giảm chất lượng và xử lý chì, điều này không tốt cho môi trường. Đó là lý do tại sao một số nhà nghiên cứu đang thử nghiệm các chất làm từ thiếc-không độc hại.
Tiên phong đổi mới: Những đột phá gần đây
Mọi thứ đang tiến triển nhanh chóng trong lĩnh vực này. Sau đây là một số tin tức thú vị từ cuối năm 2025:
Hiệu suất tốt hơn và sức mạnh lâu dài:Trở lại tháng 11 năm 2025, một số người tại Viện Khoa học Trung Quốc cho biết họ đã tạo ra pin mặt trời có hiệu suất khoảng 27%. Điều thú vị là sau khi chiếu ánh sáng vào nó không ngừng-trong hơn 1.500 giờ, nó vẫn hoạt động mạnh mẽ ở mức khoảng 86% so với lúc ban đầu. Đó là một bước tiến lớn trong việc làm cho các tế bào này trở nên mạnh mẽ và hiệu quả hơn.
Được tạo ra cho mục đích sử dụng cụ thể:Một số nhà khoa học đã tạo ra các mô-đun perovskite bán trong suốt để sử dụng trong các tòa nhà. Gần đây, họ đã đạt được hiệu suất 15,55% trên mô-đun 100 cm² cho phép khoảng 30% ánh sáng khả kiến xuyên qua. Đây có thể là sự kết hợp tốt giữa sức mạnh và khả năng tìm kiếm cửa sổ và tường.
Tương lai: Tế bào song song và hơn thế nữa
Perovskite có thể hoạt động tốt nhất với silicon chứ không phải riêng lẻ. Phần trên bằng perovskite thu được ánh sáng xanh và phần dưới bằng silicon nhận được ánh sáng đỏ trong một tế bào song song. Sự kết hợp này có thể tăng công suất lên hơn 34%, điều này rất tốt cho ngành công nghiệp silicon.Những pin mặt trời này có thể tạo ra những tấm màng linh hoạt cho các thiết bị hoặc biến mặt tiền của các tòa nhà thành nguồn năng lượng đầy màu sắc. Họ đang làm cho năng lượng mặt trời trở nên tốt hơn và dễ sử dụng hơn. Nó đã phải trải qua một chặng đường dài từ một dự án khoa học trở thành một phần quan trọng của năng lượng sạch.
