Kỷ lục thế giới về hiệu suất tế bào pin Mặt Trời thế hệ mới

Đây được xem là bước tiến quan trọng hướng tới việc phát triển công nghệ năng lượng Mặt Trời bền hơn, hiệu quả hơn và giá thành rẻ hơn trong tương lai.

Thông báo của Đại học New South Wales (UNSW) của Australia cho biết nhóm nghiên cứu tại đây đã thành công trong việc cải thiện đáng kể hiệu suất của tế bào pin Mặt Trời làm từ antimony chalcogenide - một loại vật liệu quang điện mới nổi, được đánh giá là ứng cử viên tiềm năng cho công nghệ năng lượng Mặt Trời thế hệ tiếp theo.

Kết quả nghiên cứu - được công bố trên Tạp chí khoa học Nature Energy – cho thấy công trình đã đạt mức hiệu suất chuyển đổi năng lượng được chứng nhận là 10,7%. Đây là mức hiệu suất cao nhất từng được kiểm chứng độc lập đối với loại vật liệu mới này từ trước đến nay. Với bước đột phá này, vật liệu antimony chalcogenide lần đầu tiên được ghi nhận vào Bảng Hiệu suất Tế bào Quang điện quốc tế – nơi theo dõi các kỷ lục khoa học trên toàn cầu.

Theo Giáo sư Hạo Hiểu Kinh từ Trường Kỹ thuật năng lượng tái tạo và quang điện (SPREE) thuộc UNSW, người đứng đầu nghiên cứu, các tấm pin năng lượng Mặt Trời thế hệ mới này sử dụng các tế bào quang điện “xếp chồng lên nhau”, cho phép hấp thụ các dải ánh sáng khác nhau để tạo ra nhiều điện năng hơn.

Trong quá trình thực hiện, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng sự phân bổ không đồng đều của lưu huỳnh và selen trong các mẫu tế bào pin Mặt Trời trước đây đã tạo ra một "rào cản năng lượng", ngăn cản các hạt mang điện di chuyển. Bằng cách bổ sung một lượng nhỏ sodium sulfide trong quá trình sản xuất, nhóm nghiên cứu đã ổn định được các phản ứng hóa học, giúp dòng điện di chuyển dễ dàng hơn, từ đó nâng cao hiệu suất vượt qua các giới hạn trước đó.

Theo nhóm nghiên cứu, antimony chalcogenide được cấu tạo từ các nguyên tố sẵn có trên Trái Đất, ổn định và có chi phí thấp. Vật liệu này không chỉ hứa hẹn khi kết hợp với silicon mà còn có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực mới như cửa sổ năng lượng Mặt Trời trong suốt hoặc các thiết bị thu năng lượng trong nhà.