Các nhà khoa học nghiên cứu về pin mặt trời với cấu trúc hai chiều (2D) vừa công bố bước đột phá quan trọng giúp giảm đáng kể các khuyết tật vật liệu của pin mặt trời perovskite, trong khi vẫn duy trì hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao. Theo công bố, nghiên cứu này sẽ đẩy nhanh quá trình thương mại hóa các tấm pin mặt trời perovskite, vốn được xem là thiết bị thu năng lượng mặt trời thế hệ mới.

Nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ Sinh năng lượng và Sinh học Thanh Đảo (Trung Quốc) và các tổ chức khác đã phát triển một “pha” perovskite 2D mỏng được chôn vùi trong các tế bào perovskite 3D. Phương pháp này giúp cải thiện quá trình kết tinh và giảm thiểu khuyết tật bằng cách ghép axit thioglycolic và oleylamine lên bề mặt oxit thiếc, từ đó tạo ra liên kết hóa học mạnh trong quá trình ủ nhiệt màng perovskite.

Theo nhóm nghiên cứu, phương pháp trên đã giúp cắt giảm hơn 90% lỗi ở các giao diện tế bào ngầm, dẫn đến tuổi thọ cao hơn cho pin. Tỷ lệ hiệu suất chuyển đổi năng lượng đạt mức ấn tượng từ 22,22% hiện tại lên mức 26,19%. Đây được xem là hiệu suất cao nhất được báo cáo cho đến nay. Các tấm pin silicon hiện tại cũng chỉ đạt hiệu suất từ 22,5% đến 23%.

Ở thời điểm hiện tại, thách thức đối với pin perovskite vẫn nằm ở độ bền, nơi tuổi thọ chúng chỉ hoạt động trong vài năm, còn pin silicon có thể tồn tại đến hàng chục năm. Với sự đổi mới về công nghệ 2D/3D do các nhà nghiên cứu tại Thanh Đảo thực hiện, sự xuống cấp có thể kéo dài hơn, từ đó tạo ra sản phẩm ổn định hơn.

Các nhà nghiên cứu khác nhau trên thế giới hiện đang tìm cách phát triển các tế bào pin perovskite khác nhau nhằm khai thác tối đa sức mạnh từ vật liệu này. Những đột phá sẽ giúp mang lại lợi ích lớn cho các chủ nhà, từ đó giảm hóa đơn tiền điện và phòng tránh tình trạng mất điện khi kết hợp với hệ thống dự trữ pin.