Giảm chi phí sản xuất năng lượng mặt trời

Tuy Úc dẫn đầu thế giới về số hộ gia đình sử dụng năng lượng mặt trời nhưng các trang trại quy mô lớn tại đây lại không thực sự ưu ái nguồn năng lượng này. Nguyên nhân chủ yếu do chi phí còn đắt đỏ so với các loại năng lượng khác.

Tuy vậy, công nghệ sản xuất năng lượng mặt trời giá rẻ từ vật liệu perovskite sẽ giúp giải quyết vấn đề kể trên.

Pin perovskite do công ty Dyesol (Úc) phát triển

Perovskite là một loại khoáng vật được tìm thấy và biết đến cách đây hơn 1 thế kỷ tại dãy Ural của Nga. Tuy nhiên đến tận năm 2009, các nhà khoa học mới phát hiện ra khả năng hấp thụ năng lượng từ ánh sáng cực tốt của loại khoáng vật này và tìm cách ứng dụng nó thành vật liệu chuyển hóa ánh sáng trong pin mặt trời. Các khoáng vật perovskite đều khá phổ biến trong tự nhiên và có giá thành rất rẻ.

Mặc dù công nghệ perovskite vẫn trong giai đoạn phát triển nhưng đã được các nhà khoa học chú ý. Tạp chí Science đánh giá đây là một trong những đột phá khoa học của năm 2013.

Cục năng lượng tái tạo Úc (Arena) đã tuyên bố sẽ cung cấp $892,000 để hỗ trợ Tổ chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Liên bang Úc (CSIRO) trong việc phát triển và ứng dụng pin mặt trời perovskite.

Theo Phòng Thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc Gia Mỹ, pin mặt trời perovskite đã giúp tăng hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện từ 3.8% (năm 2009) lên 20% và có thể đạt tới 66% trong tương lai. Trong khi đó, pin mặt trời truyền thống vốn đang chiếm 95% thị trường thế giới chỉ đạt hiệu suất 25%.

Ngoài ra, dù pin mặt trời perovskite vận hành tương tự như pin mặt trời truyền thống (thu nhận ánh sáng rồi chuyển hóa thành điện), nhưng nó lại có kích thước mỏng hơn rất nhiều.

Theo giám đốc kĩ thuật Damion Milliken của Dyesol, pin mặt trời silicon truyền thống cần một lớp khá dày để thu giữ ánh sáng, khoảng 150 micromet (sợi tóc của con người dày khoảng 75 micromet). Nhưng pin perovskite có thể hấp thụ lượng ánh sáng tương đương với độ dày chỉ 0.3 micromet. Như vậy, chi phí bỏ ra để kết nối các bộ phận sẽ chỉ tốn vài USD trên 1 mét vuông. Thế nên tấm pin mặt trời perovskite sẽ có giá bằng nửa tấm pin truyền thống.

Pin mặt trời perovskite còn có thể được tinh chỉnh bằng phương pháp hóa học nhằm thay đổi màu sắc và độ trong suốt, chúng cũng có thể được sản xuất trực tiếp vào các cấu trúc xây dựng, hỗ trợ cho việc tích hợp tấm pin năng lượng vào các tòa nhà. Hầu hết các tấm pin mặt trời truyền thống đều được lắp đặt vào công trình sau khi xây dựng, khiến chi phí vật liệu và chi phí lao động gia tăng. Vậy nên pin perovskite lại có thêm một lợi thế lớn.

Các bài kiểm tra về độ bền và khấu hao của của pin perovskite đang được tiến hành trên khắp thế giới, đến thời điểm hiện tại kết quả vẫn rất khả quan. Trên thực tế, cả Dyesol và Oxford PV (một doanh nghiệp của Anh) đều ấn tượng với công nghệ này đến mức họ đang chạy đua để trở thành đơn vị đầu tiên thương mại hóa pin perovskite vào năm 2017.

Giám đốc Milliken của Dyesol nhận định công nghệ perovskite sẽ làm thay đổi hoàn toàn thị trường năng lượng mặt trời.

Hạnh Nguyễn (Theo The Guardian)