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

VKAISS 2026 kết nối toàn diện tiềm năng hợp tác bán dẫn giữa Việt Nam-Hàn Quốc

VKAISS 2026 kết nối toàn diện tiềm năng hợp tác bán dẫn giữa Việt Nam-Hàn Quốc

Ngày 12/11, tại Hà Nội, Hội nghị AI – Bán dẫn Việt Nam – Hàn Quốc lần thứ nhất (VKAISS 2026) quy tụ hơn 400 đại biểu, hơn 50 doanh nghiệp cùng các viện nghiên cứu, trường đại học hai nước. Hội nghị ghi nhận 8 biên bản ghi nhớ hợp tác (MOU) và gần 100 phiên kết nối kinh doanh, thúc đẩy hợp tác về AI, bán dẫn và đào tạo nhân lực.

Đột phá cải cách hành chính, đưa công nghệ về miền di sản

Đột phá cải cách hành chính, đưa công nghệ về miền di sản

Giữa vùng đất cội nguồn Hạ Hòa (Phú Thọ), nơi lưu giữ linh khí Đền Mẫu Âu Cơ, bộ máy chính quyền cơ sở xã Hiền Lương đang quyết liệt trong cải cách hành chính. Nhờ tích hợp mô hình Kiosk AI và chuyển đổi số toàn diện, chính quyền cấp xã không chỉ gỡ "nút thắt" về nhân lực mà còn đánh thức tiềm năng quản trị, đưa dịch vụ công đến gần hơn với người dân bằng tư duy thực tiễn và nhịp đập thời đại.

VNPT – Symphony hợp tác cung cấp dịch vụ truyền dẫn quốc tế, thúc đẩy thương mại hóa năng lực mạng

VNPT – Symphony hợp tác cung cấp dịch vụ truyền dẫn quốc tế, thúc đẩy thương mại hóa năng lực mạng

Ngày 9/11, tại trụ sở Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT), Tổng công ty Hạ tầng mạng (VNPT Net), đại diện VNPT, và Symphony Communication Public Company Limited (Thái Lan) đã chính thức ký kết các thỏa thuận hợp tác cung cấp hạ tầng kết nối quốc tế theo mô hình dịch vụ mạng toàn trình (Network as a Service).

Chủ động bảo vệ học sinh, sinh viên trước cạm bẫy trên không gian mạng

Chủ động bảo vệ học sinh, sinh viên trước cạm bẫy trên không gian mạng

Công an Đồng Nai đang đẩy mạnh phối hợp với ngành giáo dục và các địa phương tuyên truyền, trang bị kỹ năng nhận diện, phòng ngừa lừa đảo, dụ dỗ và xâm hại trên không gian mạng cho học sinh, sinh viên. Qua chiến dịch “Không một mình”, các em được hướng dẫn chủ động bảo vệ bản thân và tìm kiếm trợ giúp khi cần thiết.

Công an TP Huế tổ chức diễn tập ứng cứu sự cố an ninh mạng

Công an TP Huế tổ chức diễn tập ứng cứu sự cố an ninh mạng

Từ các tình huống cụ thể, các đội thi tham gia diễn tập sẽ phân tích nguy cơ, điểm yếu trong từng giai đoạn từ khi xây dựng hệ thống AI; triển khai các biện pháp kỹ thuật nhằm bảo đảm an ninh mạng, an ninh dữ liệu, báo cáo sự cố và đề xuất giải pháp khắc phục.

Meta áp dụng AI đoán tuổi để bảo vệ thanh thiếu niên

Meta áp dụng AI đoán tuổi để bảo vệ thanh thiếu niên

Bắt đầu từ tháng này, gã khổng lồ mạng xã hội Meta sẽ mở rộng quy mô toàn cầu cho công nghệ tự động ước tính độ tuổi. Động thái này được đưa ra sau hàng loạt thỏa thuận pháp lý trị giá hàng tỷ USD và những chỉ trích gay gắt về việc các nền tảng của hãng thất bại trong việc bảo vệ thanh thiếu niên khỏi những rủi ro trực tuyến.

AI Kiosk góp phần xây dựng chính quyền số thân thiện

AI Kiosk góp phần xây dựng chính quyền số thân thiện

Hiện diện tại 10 tỉnh, thành phố trên cả nước, mô hình AI Kiosk đang trở thành “trợ lý số” đắc lực, trực tiếp đồng hành tháo gỡ những “điểm nghẽn” thủ tục hành chính tại bộ phận Một cửa cấp cơ sở. Sau 6 tháng vận hành thực tế, giải pháp này đã khẳng định bước chuyển căn bản trong hiện đại hóa hành chính công.

Khởi động hành trình chinh phục học bổng “Điều kì diệu của Techcombank” trị giá 1 triệu USD

Khởi động hành trình chinh phục học bổng “Điều kì diệu của Techcombank” trị giá 1 triệu USD

AI Thực chiến 2026 chính thức lên sóng VTV2, mở màn cuộc tranh tài của 100 đội thi xuất sắc được tuyển chọn từ gần 1.000 hồ sơ trong nước và quốc tế. Chương trình dành học bổng trị giá 1 triệu USD cho đội vô địch, góp phần thúc đẩy phát triển nhân tài trí tuệ nhân tạo (AI) và nguồn nhân lực công nghệ chất lượng cao của Việt Nam.

FPT mở rộng hợp tác với Nhật Bản trong lĩnh vực UAV và kinh tế tầm thấp

FPT mở rộng hợp tác với Nhật Bản trong lĩnh vực UAV và kinh tế tầm thấp

Tại Diễn đàn công tư về hợp tác kinh tế và khoa học công nghệ Việt Nam – Nhật Bản diễn ra ngày 9/11 tại Tokyo, FPT đề xuất năm trụ cột đồng kiến tạo về AI, lượng tử, nhân lực và tài chính công nghệ, đồng thời trao biên bản ghi nhớ hợp tác với các đối tác Nhật Bản về thiết bị bay không người lái (UAV) và kinh tế tầm thấp. Tại triển lãm bên lề, tập đoàn đồng thời giới thiệu sản phẩm chip nguồn và UAV.

 Công an Khánh Hòa vận hành 3 Trụ liên lạc khẩn cấp trên đèo Khánh Lê

Công an Khánh Hòa vận hành 3 Trụ liên lạc khẩn cấp trên đèo Khánh Lê

Với mục tiêu hỗ trợ người dân và du khách trong lĩnh vực an ninh trật tự, an toàn giao thông, chữa cháy và cứu nạn - cứu hộ; nhóm tác giả gồm 3 cán bộ Phòng Quản lý xuất nhập cảnh, Phòng Tham mưu và Phòng An ninh mạng Công an tỉnh Khánh Hòa đã nghiên cứu, chế tạo thành công hệ thống Trụ liên lạc khẩn cấp (SOS) ứng dụng năng lượng tái tạo độc lập và công nghệ viễn thông IoT.

Đông đảo các đại biểu tham dự hội thảo.

Kỳ 1: “Lá chắn” pháp lý cho đô thị thông minh và hạ tầng chiến lược

Trước yêu cầu phát triển bứt phá của TP Hồ Chí Minh trong kỷ nguyên số, các thách thức an ninh phi truyền thống, tội phạm công nghệ cao và an toàn hạ tầng đô thị đang đặt ra nhiều bài toán hóc búa. Việc Quốc hội xem xét 5 Dự án luật do Bộ Công an chủ trì soạn thảo có ý nghĩa chiến lược đặc biệt. Hệ thống pháp lý đồng bộ này không chỉ tháo gỡ điểm nghẽn thể chế, tạo “lá chắn” bảo vệ hạ tầng chiến lược và không gian số, mà còn siết chặt quản lý địa bàn từ cơ sở, mang lại cuộc sống bình yên, an toàn cho hơn 14 triệu dân Thành phố mang tên Bác.

“Khu bảo tồn” con người

“Khu bảo tồn” con người

Nhân loại từng mơ về một ngày máy móc có thể suy nghĩ như con người. Giờ đây, khi giấc mơ ấy dần thành hiện thực,con người lại phải chứng minh mình không phải máy móc. Phải chăng chúng ta đang tiến đến một thời đại mà những sản phẩm do con người tạo ra cũng cần được dán nhãn, xác thực và bảo vệ như những giống loài quý hiếm?

Chọn Evo Grand Premia vì “đi nhiều, chi nhẹ”

Chọn Evo Grand Premia vì “đi nhiều, chi nhẹ”

Động cơ 2.250 W, cấu hình 2 pin cho quãng đường tới 262 km giúp VinFast Evo Grand Premia phù hợp với người thường xuyên di chuyển vì công việc. Tiền điện, bảo dưỡng tiết kiệm cùng ưu đãi mua xe 3 triệu đồng tạo thêm lợi thế cho người đang muốn bỏ xăng, lên điện.

Khai mạc Diễn đàn và Triển lãm An ninh tài chính số Việt Nam 2026

Khai mạc Diễn đàn và Triển lãm An ninh tài chính số Việt Nam 2026

Sáng 6/11, tại TP Hồ Chí Minh, Diễn đàn và Triển lãm An ninh tài chính số Việt Nam 2026 khai mạc với chủ đề “AI và Niềm tin số: Kiến tạo lá chắn An ninh Tài chính Việt Nam”. Sự kiện tập trung nhận diện những nguy cơ an ninh mạng, bảo vệ dữ liệu và tài sản trong quá trình phát triển các dịch vụ tài chính số.

Chuẩn bị thành lập Trung tâm AI ứng dụng đầu tiên tại châu Á đặt ở TP Hồ Chí Minh

Chuẩn bị thành lập Trung tâm AI ứng dụng đầu tiên tại châu Á đặt ở TP Hồ Chí Minh

TP Hồ Chí Minh đang phối hợp với Plug and Play và Đại học Kinh tế TP Hồ Chí Minh (UEH) chuẩn bị thành lập Trung tâm Xuất sắc về Trí tuệ nhân tạo ứng dụng (AI COE) đầu tiên tại châu Á. Trung tâm dự kiến đặt tại TP Hồ Chí Minh, hướng đến kết nối nghiên cứu, doanh nghiệp khởi nghiệp với nguồn vốn và thị trường quốc tế.

Những con chip “Make in Vietnam”: Bước tiến chiến lược trong nỗ lực tự chủ công nghệ lõi

Những con chip “Make in Vietnam”: Bước tiến chiến lược trong nỗ lực tự chủ công nghệ lõi

Chiều 3/11/2026, một dấu mốc quan trọng trong hành trình làm chủ công nghệ bán dẫn của Việt Nam được xác lập khi chip bảo mật VGC v1.0, do các kỹ sư Việt Nam tự thiết kế, chính thức ra mắt. Đây không chỉ là thành quả của một nhiệm vụ nghiên cứu khoa học – công nghệ, mà còn là bước tiến chiến lược trong nỗ lực tự chủ công nghệ lõi, từ đó xây dựng nền tảng để từ đó làm ra nhiều con chip khác.