Các nhà nghiên cứu từ Viện HZB (Helmholtz-Zentrum Berlin) cùng Đại học Humboldt Berlin vừa công bố một bước tiến ấn tượng trong ngành năng lượng mặt trời. Họ đã phát triển pin mặt trời song song perovskite - CIGS với hiệu suất kỷ lục lên tới 24,6%. Kết quả này đã được Viện Fraunhofer về Hệ thống năng lượng mặt trời ISE tại Freiburg, Đức xác nhận, mở ra nhiều triển vọng cho tương lai năng lượng bền vững.
Tế bào quang điện màng mỏng, điển hình là công nghệ CIGS, đang trở thành một xu hướng nổi bật trong ngành năng lượng tái tạo. Với ưu điểm tiết kiệm năng lượng và nguyên liệu trong quá trình sản xuất, pin CIGS còn được phát triển với tác động môi trường tối thiểu. Khác với các pin mặt trời silicon thông thường, pin CIGS được chế tạo từ những thành phần như đồng, indi, gali và selen. Đặc biệt, khả năng ứng dụng trên các chất nền linh hoạt đã mang lại cho pin CIGS sự chú ý ngày càng tăng từ thị trường và người tiêu dùng.
Nhóm nghiên cứu đã đạt được hiệu suất 24,6% nhờ vào sự kết hợp giữa tế bào CIGS nằm ở dưới và tế bào perovskite ở trên. Họ đã tối ưu hóa hiệu suất bằng cách cải thiện các lớp tiếp xúc giữa hai loại tế bào này. Thành quả này là kết quả của nỗ lực hợp tác chặt chẽ giữa các thành viên trong nhóm. Trong đó, nghiên cứu sinh thạc sĩ Thede Mehlhop từ Technical University Berlin đã thực hiện việc chế tạo lớp hấp thụ perovskite dưới sự hướng dẫn của giáo sư Stefan Gall. Trong khi đó, nhà nghiên cứu Guillermo Farias Basulto tại HZB chịu trách nhiệm về lớp phụ CIGS và các lớp tiếp xúc, sử dụng hệ thống lắng đọng chân không KOALA.
Dưới kính hiển vi điện tử quét, các thành phần chính hiện lên rõ nét. Tại lớp tiếp xúc, chúng ta có thể thấy tinh thể CIGS dạng hạt. Tiếp đó là lớp trung gian oxit kẽm, được pha tạp với nhôm. Cuối cùng, lớp perovskite mỏng màu đen nằm ở phía trên, tạo nên cấu trúc phức tạp và ấn tượng cho vật liệu.
Giáo sư Rutger Schlatmann, đại diện cho bộ phận năng lượng mặt trời tại HZB, chia sẻ rằng HZB sở hữu các phòng thí nghiệm tiên tiến cùng đội ngũ chuyên gia hàng đầu. Thành tựu này một lần nữa khẳng định sự hợp tác hiệu quả giữa các thành viên trong tổ chức.
HZB vừa xác lập thêm một kỷ lục thế giới mới trong lĩnh vực pin mặt trời, đánh dấu một cột mốc quan trọng cho nghiên cứu năng lượng tái tạo. Đây không phải lần đầu tiên nhóm nghiên cứu này gây ấn tượng, với hàng loạt thành tựu đáng kể trước đó, trong đó có pin silicon-perovskite. Giáo sư Schlatmann tự tin rằng công nghệ pin song song CIGS-perovskite có thể đạt hiệu suất vượt trội, có khả năng lên đến hơn 30%. Điều này mở ra triển vọng hứa hẹn cho việc cải thiện hiệu quả năng lượng trong tương lai.
