Pin năng lượng mặt trời thế hệ tiếp theo

Cuộc cạnh tranh giữa các công ty hàng đầu thế giới để tăng cường hiệu suất của pin mặt trời đang trở nên gay gắt hơn bao giờ hết. Các công ty từ Hoa Kỳ, châu Âu và châu Á đang đầu tư nguồn lực đáng kể vào nghiên cứu và phát triển để sản xuất tế bào năng lượng mặt trời hiệu quả nhất và tiết kiệm chi phí nhất. Đặc biệt hứa hẹn trong vấn đề này là perovskites, một loại vật liệu đã thu hút sự chú ý trong những năm gần đây do hiệu suất cao trong việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện.

Cách mạng năng lượng với các perovskite cell
Các mô-đun quang điện thường có ba lớp: một lớp mang điện tích dương, một lớp mang điện tích âm và một lớp ranh giới. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào pin mặt trời, các photon kích thích các electron trong mô-đun, tạo ra điện áp (hiệu ứng quang điện), sau đó được chuyển đổi thành điện mặt trời. Các tế bào perovskite chứa các vật liệu mang điện tích dương và âm, vì vậy cấu trúc ba lớp không còn cần thiết nữa. Tuy nhiên, các tế bào năng lượng mặt trời perovskite hiện đại có cấu trúc đặc biệt để hấp thụ ánh sáng mặt trời một cách tối ưu. Hiệu suất của họ hiện nay vượt quá 25%, gần bằng với hiệu suất của các tế bào silicon. Các tế bào quang điện perovskite cũng có thể được áp dụng cho các chất nền linh hoạt, mở ra các ứng dụng mới trong lớp bao của tòa nhà và thiết bị điện tử di động. Sản xuất của họ rẻ hơn và ít tiêu tốn năng lượng hơn so với các tế bào năng lượng mặt trời silicon truyền thống, khiến chúng trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho sản xuất hàng loạt.

Phát triển thêm với XRDynamic 500
Cùng với hiệu suất tương đương silicon (và ngày càng tăng), tính linh hoạt cao và sản xuất không phụ thuộc vào nguyên liệu thô của Trung Quốc – với tất cả những lợi thế này, câu hỏi đặt ra là tại sao các tế bào perovskite chưa chiếm lĩnh thị trường. Lý do chính là sự thiếu bền vững của chúng cho đến nay. Pin mặt trời perovskite vẫn chưa thể so sánh với các mô-đun silicon đã được chứng minh, có tuổi thọ khoảng 25 năm, và các nhà nghiên cứu đang nỗ lực giải quyết vấn đề này. Cách mạng năng lượng: XRDynamic 500 từ Anton Paar là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu perovskite. Máy phân tích tia X tinh vi này được sử dụng để phân tích chính xác cấu trúc tinh thể của các perovskite. Phân tích chi tiết cho phép tối ưu hóa các thuộc tính vật liệu một cách cụ thể nhằm gia tăng hiệu suất của các tế bào năng lượng mặt trời. Các chuyên gia dự đoán các tế bào perovskite sẽ có mặt trên thị trường trong khoảng từ hai đến năm năm, vì quá trình phát triển đang tiến triển nhanh chóng – cũng vì sự hỗ trợ của XRDynamic 500 của Anton Paar.