Mặc dù tấm pin mặt trời đã đạt được nhiều tiến bộ, vẫn còn một số thách thức cần vượt qua để nâng cao hiệu suất công nghệ quang điện và giảm thiểu việc sử dụng vật liệu độc hại. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu từ Helmholtz-Zentrum Berlin, Đức, vừa công bố một phát hiện đầy hứa hẹn nhằm giải quyết những vấn đề này.
Theo báo cáo từ Tech Xplorer, silicon đã từng được coi là tiêu chuẩn cho các tấm pin mặt trời nhưng giờ đây, perovskite đang nổi lên như một lựa chọn tiên tiến hơn. Vật liệu này không chỉ cải thiện hiệu suất mà còn cho phép sản xuất các tấm pin siêu mỏng và nhẹ. Tuy nhiên, pin mặt trời perovskite vẫn đang phải đối mặt với những thách thức lớn từ môi trường như nhiệt độ và độ ẩm. Điều này đã thúc đẩy sự phát triển của nhiều giải pháp mới nhằm nâng cao độ bền của chúng. Đáng lưu ý, hầu hết pin perovskite hiệu quả nhất hiện tại đều chứa chì, một kim loại độc hại có thể gây nguy hiểm đặc biệt cho trẻ em.
Để khắc phục vấn đề hiện tại, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng phenothiazine, một phân tử đơn lớp tự lắp ráp mang tên Th-2EPT, có khả năng cải thiện hiệu suất chuyển đổi năng lượng với mức độc tính thấp hơn. Tiến sĩ Artem Musiienko, nhà nghiên cứu chính của dự án, khẳng định rằng hiệu suất của pin quang điện perovskite thiếc có thể được nâng cao đáng kể nhờ vào thiết kế phân tử thông minh và có định hướng. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển công nghệ năng lượng sạch và bền vững.
Một bước tiến đáng chú ý trong công nghệ năng lượng tái tạo đã được các nhà nghiên cứu thực hiện khi kết hợp pin mặt trời perovskite thiếc với Th-2EPT. Hiệu suất đạt được lên đến 8,2% cho thấy tiềm năng to lớn trong việc phát triển các giải pháp điện mặt trời an toàn hơn, không chứa chì độc hại. Thành công này mở ra những cơ hội mới cho việc cải tiến công nghệ điện mặt trời trong những năm tới.
Lớp phenothiazine mới xuất hiện đang mở ra cơ hội cải thiện đáng kể chất lượng của màng perovskite trong lĩnh vực quang điện tử. Công nghệ này không chỉ nâng cao hiệu suất quang điện mà còn giảm thiểu hiện tượng tổn thất tái hợp. Những tiến bộ này hứa hẹn sẽ mang lại những bước tiến quan trọng cho ngành công nghiệp năng lượng tái tạo.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho biết công nghệ điện mặt trời sẽ đóng góp 80% vào sự tăng trưởng của năng lượng tái tạo vào năm 2030. Điều này đến từ việc phát triển các nhà máy điện mặt trời quy mô lớn và mở rộng lắp đặt thiết bị trên mái nhà của doanh nghiệp cũng như hộ gia đình. Sự phát triển của những tấm pin mặt trời là yếu tố quyết định giúp xã hội giảm thiểu phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, tiến gần hơn đến việc sử dụng các nguồn tài nguyên bền vững như năng lượng mặt trời.
Ngoài việc nâng cao hiệu suất hoạt động của tấm pin mặt trời, các dự án năng lượng mặt trời còn mở ra cơ hội kết hợp độc đáo với sản xuất nông nghiệp. Hệ thống điện mặt trời nông nghiệp cho phép các tấm pin mặt trời chiếm cùng một không gian canh tác, mang đến bóng râm cho cây trồng và đồng thời tạo ra nguồn năng lượng sạch. Điều này không chỉ phát triển môi trường sống cho các loài thụ phấn mà còn hỗ trợ chăn thả gia súc, tạo ra một mô hình phát triển bền vững cho cả nông nghiệp và năng lượng.
