Connect with us

Công nghệ

Có Thể Sản Xuất Pin Mặt Trời Quy Mô Lớn Nhờ Kỹ Thuật Chế Tạo Perovskite Gần Đây

Published

on

Có thể sản xuất pin mặt trời quy mô lớn nhờ kỹ thuật chế tạo perovskite gần đây

Các nhà khoa học ở Đài Loan và Hoa Kỳ đã phát hiện ra một thay đổi cơ bản đối với phương pháp sản xuất có thể làm cho việc sản xuất hàng loạt pin mặt trời perovskite hiệu suất cao hơn thậm chí còn đơn giản hơn. Leeyih Wang thuộc Đại học Quốc gia Đài Loan , cũng như các đồng nghiệp, đã phát minh ra kỹ thuật này, giúp tăng hiệu suất chuyển đổi điện năng cũng như tuổi thọ hoạt động của mô-đun mini perovskite.

Bước đột phá của họ có thể mở đường cho việc sản xuất quy mô lớn pin mặt trời perovskite, khiến chúng trở thành đối thủ cạnh tranh đáng gờm với các tế bào làm từ silicon. Các thành phần Perovskite thường được coi là một trong những lựa chọn pin mặt trời diện tích lớn và chi phí thấp thú vị nhất. Các nghiên cứu mới nhất đã cho thấy hiệu suất chuyển đổi lớn tới 22% trên các trường 0,5 cm2 do các đặc tính quang điện tử đặc biệt của chúng. Mặc dù vậy, điều kiện xử lý khó khăn của màng perovskite mỏng đã cản trở hiệu suất tương đương ở quy mô lớn hơn cho đến nay.

Phương pháp chế tạo hiện tại đòi hỏi chất chống thấm nhỏ giọt lên tiền chất perovskite, chất này đã được phủ spin lên chất nền. Kỹ thuật này có thể tạo ra các màng có cấu trúc tinh thể nhất quán, chất lượng cao. Tuy nhiên, quy trình này phải được quy định chặt chẽ, cũng như nên bổ sung chất chống ô nhiễm trong khoảng thời gian 9 giây sau khi lắng đọng ban đầu. Nếu không, màng perovskite kết quả có thể thô và không đều, làm giảm hiệu suất pin mặt trời của nó. Khi kích thước của màng lớn hơn, phương pháp này trở nên phức tạp hơn để thực hiện.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm của Wang, bao gồm các nhà nghiên cứu Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, đã phát triển một kỹ thuật giúp kéo dài đáng kể khung thời gian sau lắng đọng. Trong thí nghiệm của mình, họ đã sử dụng sulfolane làm chất chống ô nhiễm, điều này cho phép họ có thể chế tạo các màng perovskite có diện tích lớn, chất lượng cao. Họ đã nghiên cứu các quá trình hóa học liên quan đến việc sử dụng hỗn hợp nhiễu xạ tia X cũng như quang phổ hồng ngoại để phân tích các con đường phân tử gây ra sự tiến bộ này.

Họ phát hiện ra rằng liên kết hydro giữa các phân tử sulfolane, cũng như các ion tiền thân perovskite, đã làm trì hoãn đáng kể giai đoạn kết tinh, làm tăng khung thời gian bổ sung chống dung môi lên 90 giây. Điều này cho phép hình thành các cấu trúc tinh thể nén, đồng nhất cao trong các điều kiện xử lý ít đòi hỏi hơn nhiều. Wang, cũng như các đồng nghiệp, đã tạo ra một mô-đun nhỏ pin mặt trời perovskite có diện tích hoạt động 36,6 cm2 để chứng minh sự cải tiến này.

Sau khi hoạt động trong 250 giờ ở khoảng 50 ° C – thời điểm mà nó đạt được công suất tối đa – thiết bị của họ đã đạt được hiệu suất chuyển đổi điện năng rất tốt là hơn 16 phần trăm và giữ lại khoảng 90% hiệu suất ban đầu. Hiệu suất cao, cũng như tuổi thọ hoạt động lâu dài của pin mặt trời perovskite, mở đường cho sản xuất quy mô lớn trong các điều kiện sản xuất dễ thích nghi hơn. Wang và các đồng nghiệp của ông hy vọng rằng công nghệ này sẽ sớm được phổ biến rộng rãi trên thị trường. Nó thậm chí sẽ là một ứng cử viên xứng đáng cho pin mặt trời dựa trên silicon, thúc đẩy triển vọng năng lượng mặt trời tái tạo.

Continue Reading

© 2021