 |
Tây An, Trung Quốc, 10/05/2023 /PRNewswire/ — Năng lượng mặt trời là dạng năng lượng rẻ nhất và dễ tiếp cận nhất. Giờ đây, nguồn năng lượng này sẽ trở nên hiệu quả hơn bao giờ hết. Các nhà khoa học từ công ty công nghệ năng lượng mặt trời của Trung Quốc, LONGi Green Energy Technology Co., Ltd, đã và đang phát triển một loại pin mặt trời mới có thể tạo ra bước đột phá trong quá trình thế giới chuyển đổi sang năng lượng tái tạo. Pin mặt trời mới được làm bằng vật liệu giống tới 95% vật liệu của tất cả các loại pin mặt trời hiện nay nhưng hoạt động tốt hơn nhiều với hiệu suất là 26,81%. Tiến trình đổi mới này càng củng cố thêm vai trò quan trọng của pin mặt trời trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Kết quả nghiên cứu đã được công bố vào ngày 04/05 trên tạp chí Nature Energy.
Chìa khóa giúp nâng cao hiệu suất
Báo cáo về bước đột phá này là kết quả của quá trình hợp tác quốc tế đặc biệt giữa LONGi – một trong những nhà sản xuất pin mặt trời chất lượng cao hàng đầu thế giới – cùng với Đại học Tôn Trung Sơn (SYSU) và Đại học Công nghệ Delft (TU Delft). Nhóm hợp tác đã tối ưu hóa thiết kế của pin mặt trời bằng cách sử dụng ‘lớp tiếp xúc lỗ trống tinh thể nano silicon’ đã được cải tiến nhiều. Lớp mới này được biết đến như một khả năng về lý thuyết trong một thời gian khá dài, nhưng chưa bao giờ đưa vào thực tế thành công.
Bước nhảy vọt tuyệt đối
Lớp mới có thể truyền điện với điện trở ít hơn nhiều và mang lại hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn bất kỳ loại pin mặt trời nào khác làm từ silicon tinh thể. Các nhà nghiên cứu tại LONGi đã phát triển công nghệ mới này trên các tấm wafer silicon tiêu chuẩn, cấp công nghiệp, nhờ đó có thể áp dụng nhanh chóng công nghệ này vào trong quá trình sản xuất các tấm pin mặt trời. Hiệu suất của pin được cải thiện đáng kể khi so sánh với các công nghệ trước đây, thể hiện một bước nhảy vọt tuyệt đối trong hiệu suất chuyển đổi là 1,5%. Xixiang Xu, phó chủ tịch của Viện Nghiên cứu và Phát triển Trung tâm LONGi cho biết: “Đây là hiệu suất cao nhất của tất cả các cấu trúc pin mặt trời silicon tinh thể khác cho đến nay, chiếm hơn 95% số pin mặt trời được sản xuất trên toàn thế giới”.
Vượt ra cả quá trình thụ động hóa bề mặt
Các nhà khoa học tại SYSU đã có công trong việc phân tích và nghiên cứu chính xác dòng điện chạy qua các lớp pin mới. Nhóm nghiên cứu đã xem xét và so sánh các pin có các lớp mới với các pin không có. Họ phát hiện ra rằng pin mặt trời có lớp mới dẫn điện tốt hơn nhờ năng lượng hoạt hóa thấp nếu được đặt đúng vị trí. Họ tiết lộ rằng quá trình Auger thực hiện với số lượng lớn sẽ dần dần đảm nhận vai trò chính khi quá trình tái hợp bề mặt giảm đi trong pin mặt trời dị hợp silicon thụ động cao. Nói cách khác, chất lượng quá trình thụ động hóa bề mặt đạt được cao đến mức có thể thúc đẩy hệ số lấp đầy và hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Pingqi Gao, giáo sư tại SYSU cho biết: “Nghiên cứu về các lớp tiếp xúc lỗ trống tinh thể silicon với năng lượng hoạt hóa thấp là rất kịp thời và cực kỳ quan trọng. Nghiên cứu của chúng tôi là một bước tiến lớn trong quá trình khám phá hiệu suất điện của các tiếp xúc lỗ trống, mang lại nhiều lợi cho pin dị hợp, hybrid cũng như tất cả các loại pin mặt trời làm từ silicon”. Việc thử nghiệm cấu trúc pin mặt trời này giúp tăng tốc đáng kể quá trình chuyển đổi năng lượng cùng với hoạt động triển khai các mô-đun quang điện hiệu quả hơn.
Niềm tin vững chắc vào chất bán dẫn vật lý
Hoạt động mô hình hóa nâng cao do các nhà nghiên cứu tại TU Delft thực hiện đóng vai trò quan trọng trong việc hiện thực hóa đổi mới. Với các mô hình mới, nhóm nghiên cứu đã có thể mô tả chi tiết các rào cản năng lượng trên các tấm nền tạo thành cáp điện phía sau của tế bào quang điện LONGi. Bằng cách này, các nhà nghiên cứu có thể phân tích đường tập hợp các lỗ trống trên tiếp điện, giúp giải thích hiệu suất vượt trội của thiết bị. Paul Procel, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại TU Delft cho biết: “Thật tuyệt khi được chứng kiến trong các thiết bị diện tích lớn và thực tế mà chúng tôi đặt giả thuyết là sự kết hợp cá đặc tính vật liệu tốt nhất cho các lớp tiếp xúc với lỗ trống để có thể di chuyển thành công qua lỗ trống trong loại pin này”. Olindo Isabella, giáo sư tại TU Delft cho biết thêm: “Mức độ thành thạo mà LONGi đạt được trong quá trình lắng đọng các lớp siêu mỏng với khả năng kiểm soát tốt các đặc tính quang điện thật đáng kinh ngạc. Việc mô hình hóa tế bào quang điện đưa chúng ta tới ranh giới cùng với các thiết bị silicon tinh thể lý tưởng”.
Giới thiệu về LONGi
Thành lập vào năm 2000, LONGi cam kết trở thành công ty công nghệ năng lượng mặt trời hàng đầu thế giới, tập trung vào hoạt động tạo ra giá trị cho khách hàng thông qua viễn cảnh chuyển dịch năng lượng trong tương lai. Với sứ mệnh “tận dụng triệt để nguồn năng lượng mặt trời để xây dựng một thế giới xanh”, LONGi đã cống hiến hết mình để đổi mới công nghệ và thành lập năm lĩnh vực kinh doanh, bao gồm chế tạo các mô-đun và tấm silicon đơn tinh thể, giải pháp điện mặt trời phân tán dùng cho thương mại & công nghiệp, giải pháp năng lượng xanh và thiết bị hydro. Công ty đã nâng cao khả năng cung cấp năng lượng xanh và gần đây đã áp dụng các sản phẩm và giải pháp hydro xanh để hỗ trợ quá trình phát triển không carbon trên toàn cầu. www.longi.com
Giới thiệu về SYSU
Đại học Tôn Trung Sơn là trường đại học nghiên cứu công lập trọng điểm quốc gia nằm ở Quảng Châu, Quảng Đông, Trung Quốc. Được thành lập vào năm 1924, trường được đặt theo tên theo nhà sáng lập Tôn Trung Sơn, một nhà cách mạng và đồng thời cũng là người sáng lập Cộng hòa Nhân dân Trung Quốc. Trường có năm cơ sở tại ba thành phố Quảng Châu, Chu Hải và Thâm Quyến, và mười bệnh viện trực thuộc. Trường là thành viên của Dự án Double First Class của quốc gia, Dự án 985 và Dự án 211 cho các trường đại học nghiên cứu hàng đầu tại Trung Quốc. Nhóm công nghệ quang điện tử bền vững được Giáo sư Pingqi Gao thành lập vào tháng 11/2018 trong Trường Khoa học vật liệu tại cơ sở ở Thâm Quyến. Các chủ đề nghiên cứu bao gồm các thiết bị quang điện hiệu suất cao, công nghệ tế bào quang điện hiệu quả cao và chi phí thấp, vật liệu chính cho quang điện bền vững, vật liệu, thiết bị và hệ thống quang điện tử sáng tạo.
Về TU Delft
Trên Bảng xếp hạng đại học thế giới của QS, Đại học Công nghệ Delft đứng thứ 10 trong số các trường đại học kỹ thuật và công nghệ hàng đầu thế giới. Đây là trường đại học kỹ thuật lâu đời nhất và lớn nhất ở Hà Lan, một tổ chức nghiên cứu và giáo dục hàng đầu với 8 khoa, hơn 26.000 sinh viên và 6.000 nhân viên cống hiến cho khoa học, thiết kế và công nghệ. Trong khoa Kỹ thuật Điện, Toán học và Khoa học Máy tính, trọng tâm của nhóm Vật liệu và Thiết bị Quang điện (PVMD), do giáo sư Olindo Isabella chỉ đạo, là thiết kế và chế tạo pin mặt trời, mô-đun và hệ thống sáng tạo với hiệu quả cao bằng cách áp dụng những kiến thức vật lý chuyên sâu về thiết bị pin mặt trời và mô-đun nhờ sử dụng mô hình hóa và đặc tính nâng cao.
