Tìm ra loại vật liệu mới không ô nhiễm, giá thành thấp cho pin mặt trời

Nhóm nghiên cứu của TS. Đào Quang Duy ở Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội vừa công bố tìm ra một loại vật liệu mới không gây ô nhiễm để thay thế các loại vật liệu gây hại cho môi trường.

Vật liệu mới này còn giúp tăng độ bền của tấm pin năng lượng mặt trời, mở ra hướng phát triển pin mặt trời perovskite (pin mặt trời màng mỏng) vừa có giá thành phải chăng vừa bảo vệ môi trường.

Từ quá trình nghiên cứu vật liệu hữu cơ phân tử trong chế tạo pin mặt trời perovskite, TS. Đào Quang Duy và nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công vật liệu phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin với đầy đủ tính chất phù hợp để tạo thành lớp chuyển tiếp lỗ trống trong pin mặt trời perovskite. Kết quả này đã được công bố trên 2 tạp chí quốc tế uy tín.

Nhóm nghiên cứu của TS. Đào Quang Duy phối hợp với nhóm nghiên cứu của GS. Ozaki (Trường Đại học Osaka, Nhật Bản) phát triển vật liệu nguyên tử nhỏ phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin có độ linh động hạt tải cao, có thể tan trong nhiều dung môi hữu cơ, dễ dàng chế tạo bằng phương pháp quay phủ, phù hợp để làm lớp chuyển tiếp lỗ trống trong các pin mặt trời perovskite. Kết quả nghiên cứu này mở ra hướng phát triển pin mặt trời perovskite có giá thành hợp lý, độ bền cao và không ô nhiễm môi trường.

Theo TS. Đào Quang Duy, vật liệu mới phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin là vật liệu quan trọng giúp làm tăng độ bền cũng như tuổi thọ của loại pin perovskite. Ở tấm pin năng lượng mặt trời perovskite, không giống với pin mặt trời sillic truyền thống, các lớp chuyển tiếp lỗ trống sử dụng vật liệu dạng rắn (thay vì dùng điện phân lỏng), khả năng hấp thụ và khuếch tán năng lượng tốt. 

Pin mặt trời sẽ được tối ưu hóa các vật liệu để giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà giá thành lại hạ.
Pin mặt trời sẽ được tối ưu hóa các vật liệu để giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà giá thành lại hạ.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, vật liệu phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin có độ linh động hạt tải mang điện cao. Bên cạnh đó, nó dễ dàng hòa tan trong các dung môi hữu cơ và có khả năng bảo vệ lớp vật liệu perovskite. Ngoài ra, cấu trúc tinh thể của pin giúp quá trình chuyển đổi thành điện năng từ các photon của nguồn ánh sáng mặt trời được diễn ra hiệu quả.

Ngay cả khi chưa được tối ưu hóa, tấm pin mặt trời sử dụng vật liệu hữu cơ nguyên tử nhỏ phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin làm lớp chuyển tiếp lỗ trống vẫn có hiệu suất chuyển đổi năng lượng ở mức cao (15%). Một ưu điểm nổi bật khác của vật liệu này là không cần pha tạp, có thể làm tăng độ bền của tấm pin lên gấp hai lần, bảo vệ lớp perovskite bên ngoài.

Hiện nay, công nghệ tinh thể silicon chiếm khoảng 90% thị phần trong ngành sản xuất pin mặt trời. Ngoài ra, có các loại vật liệu khác như pin mặt trời hữu cơ, pin mặt trời sử dụng các bán dẫn vô định hình, pin mặt trời sử dụng các màng mỏng đa tinh thể, pin mặt trời sử dụng vật liệu perovskite… Pin phải có các tiêu chí là hiệu suất pin cao, độ bền của pin tốt và công nghệ chế tạo đơn giản, rẻ tiền. Do đó, thành công của nhóm các nhà nghiên cứu Việt Nam được kỳ vọng sẽ  tạo nên một loại pin năng lượng mặt trời perovskite mới với độ bền cao, không gây ô nhiễm môi trường và có mức giá phải chăng.

Khi so sánh hiệu suất của việc sử dụng các lớp chuyển tiếp lỗ trống nguyên tử nhỏ phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin với các pin sử dụng vật liệu lỗ trống truyền thống thì đạt được hiệu suất tương đương nhau (khoảng 15%). Các pin mặt trời hữu cơ và pin DSSC đã phải mất 20-30 năm để đạt được hiệu suất 15%. Chính vì thế, việc đạt được hiệu suất cao trong khoảng thời gian ngắn (7-10 năm) thông qua phương pháp chế tạo quay phủ rẻ tiền là một điều kinh ngạc trong giới chế tạo pin mặt trời.

Các chuyên gia đánh giá pin mặt trời perovskite do nhóm TS. Đào Quang Duy chế tạo có nhiều ưu điểm khi tất cả các lớp như: lớp perovskite, lớp chuyển tiếp điện tử, lớp chuyển tiếp lỗ trống, cấu trúc của pin… đều được tối ưu hóa. Hơn nữa, việc pin mặt trời perovskite sử dụng vật liệu nguyên tử nhỏ phthalocyanine-tetrabenzoporphyrin làm lớp chuyển tiếp lỗ trống thể hiện một hiệu suất tương đương với pin chế tạo cùng điều kiện sử dụng các vật liệu lỗ trống truyền thống và việc chúng có thể nâng cao độ bền của lớp perovksite là một tín hiệu đáng mừng, vì mở ra một hướng sản xuất pin mặt trời có giá thành hợp lý, độ bền cao.

Mặc dù hiệu suất này tương đương với pin silic truyền thống, nhưng việc chế tạo vật liệu mới được nhóm chú ý đến giá thành chế tạo hợp lý, dễ dàng áp dụng công nghệ và ít ảnh hưởng tới môi trường vì không cần sử dụng thêm các hợp chất pha tạp.

Trong thời gian tới, nhóm sẽ tối ưu hóa các lớp vật liệu khác trong pin mặt trời perovskite để nâng cao hơn nữa hiệu suất của pin, qua đó giúp công nghệ sản xuất pin mặt trời perovskite tiến thêm một bước trong quá trình thương mại hóa.

Pin năng lượng mặt trời sử dụng vật liệu perovskite hiện được coi là một trong những ứng viên tiềm năng sẽ “soán ngôi” của các tấm pin mặt trời silic truyền thống. Hiện nay, tại thị trường Việt Nam, tấm pin mặt trời silic được sử dụng phổ biến và chủ yếu. Việc nhập khẩu và sử dụng pin mặt trời silic không chỉ có chi phí cao mà còn gây ra một số e ngại về ảnh hưởng tới môi trường đất khi các tấm pin hết vòng đời do pin silic có chứa nhiều tạp chất. Việc phát triển loại vật liệu pin năng lượng mặt trời mới tại Việt Nam giúp giảm giá thành mà vẫn đảm bảo thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khỏe của người sử dụng vì thế mang ý nghĩa lớn và được kỳ vọng sẽ đạt nhiều thành tựu hơn nữa.

Mai Thùy

Các tin khác

Đổi sang ô tô điện VinFast sẽ tiết kiệm được những khoản nào?

Đổi sang ô tô điện VinFast sẽ tiết kiệm được những khoản nào?

Mỗi lần đổi ô tô, bài toán của một gia đình thường kéo dài từ khoản tiền phải bỏ ra ban đầu đến chi phí năng lượng, bảo dưỡng trong nhiều năm sau đó. Chương trình “Vì tương lai xanh” lần 2 đang tạo thêm động lực chuyển sang ô tô điện VinFast khi kết hợp ưu đãi chuyển đổi tới 9% với chính sách miễn phí sạc.

Công an Khánh Hòa triển khai thí điểm hệ thống tra cứu an ninh du lịch thông minh

Công an Khánh Hòa triển khai thí điểm hệ thống tra cứu an ninh du lịch thông minh

Hệ thống Kiosk Khanh Hoa Travel Assistance (KTA) - Tra cứu An ninh du lịch thông minh, do nhóm tác giả Công an tỉnh Khánh Hòa nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thành công vừa được triển khai thí điểm tại Trung tâm Thương mại Gold Coast Mall Nha Trang và Trung tâm Xúc tiến Đầu tư, Thương mại và Du lịch tỉnh Khánh Hòa.

FPT hiến kế đào tạo nhân tài cho các công nghệ chiến lược

FPT hiến kế đào tạo nhân tài cho các công nghệ chiến lược

Trong bối cảnh Việt Nam và Canada đưa giáo dục và giao lưu nhân dân thành một trụ cột của quan hệ Đối tác Chiến lược, lãnh đạo FPT đề xuất mô hình hợp tác ba nhà và quỹ học bổng chung giữa Nhà nước và doanh nghiệp để đào tạo nhân tài cho AI và các công nghệ chiến lược.

Xác lập “lằn ranh đỏ” của AI để bảo vệ con người, phát triển an toàn, bền vững

Xác lập “lằn ranh đỏ” của AI để bảo vệ con người, phát triển an toàn, bền vững

Trí tuệ nhân tạo (AI) càng mạnh, tốc độ ra quyết định càng nhanh nhưng nếu tốc độ của máy móc vượt quá khả năng kiểm tra và chịu trách nhiệm của con người, một sai sót nhỏ có thể trở thành hậu quả lớn, khó lường. Vấn đề cốt lõi là chúng ta phải làm chủ AI, kiểm soát rủi ro và không để máy móc vượt khỏi sự kiểm soát của con người. Trong bối cảnh phát triển và hội nhập sâu rộng với thế giới, Việt Nam cần làm gì để xây dựng thành công “lá chắn AI” quốc gia vừa đảm bảo an toàn nhưng không mất cơ hội?

Hoàn thiện Luật Sở hữu trí tuệ, bảo đảm liên tục các chính sách cải cách

Hoàn thiện Luật Sở hữu trí tuệ, bảo đảm liên tục các chính sách cải cách

Ngày 24/9/2026, tiếp tục Phiên họp thứ 6, Ủy ban Thường vụ Quốc hội cho ý kiến về dự án Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Sở hữu trí tuệ. Thay mặt cơ quan chủ trì soạn thảo, Thứ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) Hoàng Minh đã trình bày những nội dung cơ bản của dự án Luật.

Bộ Khoa học và Công nghệ: Thu hẹp khoảng cách trong tiếp cận dịch vụ số

Bộ Khoa học và Công nghệ: Thu hẹp khoảng cách trong tiếp cận dịch vụ số

Hội nghị tổ chức chiều 24/9/2026 tại Hà Nội, đại diện các đơn vị thuộc Bộ, Sở Khoa học và Công nghệ các địa phương cùng doanh nghiệp viễn thông tập trung trao đổi cách thực hiện các quy định về cung cấp dịch vụ, đo tốc độ Internet, kiểm tra, nghiệm thu và chính sách hỗ trợ. Những khó khăn phát sinh tại địa phương cũng được đưa ra thảo luận để thống nhất cách xử lý trong quá trình triển khai.

Chuyển đổi số lấy người dân làm trung tâm

Chuyển đổi số lấy người dân làm trung tâm

Ngày 23/9, Bộ Khoa học và Công nghệ tổ chức Tọa đàm chia sẻ kinh nghiệm về chuyển đổi số với đoàn Cơ quan Công nghệ Chính phủ Singapore (GovTech Singapore) do ông Goh Wei Boon, Tổng Giám đốc GovTech, làm Trưởng đoàn.

Lộ diện các giải pháp AI Việt góp phần xây dựng chủ quyền AI quốc gia

Lộ diện các giải pháp AI Việt góp phần xây dựng chủ quyền AI quốc gia

Âu Lạc Grand Prize, giải thưởng trị giá 1 triệu USD tôn vinh giải pháp AI do người Việt phát triển và làm chủ, vừa công bố 15 giải pháp vào vòng sơ khảo, chọn từ hơn 400 lượt ghi danh. Từ nền tảng hiểu hệ thống pháp luật Việt Nam đến công cụ giải mã bài thuốc cổ truyền, các giải pháp là những mảnh ghép của năng lực AI có chủ quyền mà người Việt đang tự xây dựng.

Ba lớp hỗ trợ an toàn giúp VF 2 tự tin hơn trên phố

Ba lớp hỗ trợ an toàn giúp VF 2 tự tin hơn trên phố

ABS, EBD và TCS trên VinFast VF 2 đảm nhiệm những vai trò khác nhau khi xe phanh gấp, chở thêm người hoặc di chuyển trên mặt đường có độ bám thấp. Kết hợp với kích thước gọn, khả năng vận hành dễ làm quen và chi phí hợp lý, nhóm trang bị này giúp mẫu xe phù hợp hơn với người sử dụng ô tô trong đô thị.

Từ khách hàng đầu tiên đến đối tác AI toàn cầu, dấu ấn FPT tại Canada

Từ khách hàng đầu tiên đến đối tác AI toàn cầu, dấu ấn FPT tại Canada

Từ thương mại, đầu tư đến AI, công nghệ cao và chuyển đổi số, quan hệ Việt Nam - Canada đang mở rộng sang những lĩnh vực có giá trị gia tăng cao. Trong dòng chảy ấy, FPT là một trong những doanh nghiệp Việt Nam sớm hiện diện, kết nối các hệ sinh thái công nghệ hai nước và đưa tri thức quốc tế về phục vụ mục tiêu làm chủ công nghệ lõi, phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước.

Kỳ 2: Tạo lực đẩy mới cho hệ sinh thái khởi nghiệp sáng tạo

Kỳ 2: Tạo lực đẩy mới cho hệ sinh thái khởi nghiệp sáng tạo

Từ những cơ chế, chính sách đặc thù được Luật Phát triển đô thị ban hành, TP Hồ Chí Minh đang từng bước thiết kế một hệ thống chính sách mới nhằm tạo thêm dư địa cho khoa học, công nghệ và khởi nghiệp sáng tạo (KNST). Điểm đáng chú ý là cùng với ưu đãi, thành phố đặt ra những điều kiện chặt chẽ về đối ứng nguồn lực, trách nhiệm sử dụng vốn và cơ chế thu hồi, hướng tới mục tiêu vừa khơi thông nguồn lực, vừa bảo đảm hiệu quả đầu tư công.

Mua VF 2 trả góp, người dùng cần tính những khoản nào?

Mua VF 2 trả góp, người dùng cần tính những khoản nào?

Phương án vay tới 100% giá trị xe giúp người mua VF 2 không phải dồn tiền cho khoản đối ứng ban đầu. Trong khi đó, chính sách miễn phí sạc tiếp tục giảm áp lực tài chính, đưa kế hoạch sở hữu ô tô đến gần hơn với những gia đình có ngân sách vừa phải.