Viện nghiên cứu Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) phát triển tế bào quang điện màng mỏng Tadem cho tỷ lệ chuyển đổi năng lượng lên tới 24,16%.
Loại pin mới kết hợp hai chất bán dẫn CIGS và perovskite để chuyển đổi các thành phần khác nhau của quang phổ ánh sáng thành năng lượng điện. Trong khi các perovskite kim loại halogen tập trung vào ánh sáng khả kiến, hợp chất CIGS – bao gồm đồng, indi, gali và selen – có khả năng chuyển đổi một phần ánh sáng hồng ngoại mà mắt thường không thể nhìn thấy.
Các tế bào CIGS có thể lắng đọng dưới dạng màng mỏng khoảng 3 – 4 micromet (µm). Các lớp perovskite thậm chí còn mỏng hơn nhiều với độ dày chỉ 0,5 µm. Các tế bào pin mặt trời song song Tadem do đó có độ dày chưa tới 5 µm, cho phép sản xuất các module năng lượng linh hoạt.
Pin mặt trời song song CIGS – perovskite. (Ảnh: HZB).
“Sự kết hợp này còn cho trọng lượng nhẹ và khả năng chống chiếu xạ, có thể ứng dụng trong công nghiệp vệ tinh không gian”, Giáo sư Tiến sĩ Steve Albrecht từ HZB, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết trên tạp chí JOULE.
Albrecht cùng các cộng sự đã làm lắng đọng trực tiếp perovskite lên trên lớp CIGS bằng một kỹ thuật mà nhóm tự phát triển. Họ thêm các phân tử đặc biệt, được gọi là SAM, vào chất bán dẫn CIGS để tạo thành một lớp đơn phân tử tự tổ chức, giúp cải thiện khả năng tiếp xúc giữa perovskite và CIGS.
Tế bào quang điện song song mới cho hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên tới 24,16%, cao hơn nhiều so với các pin năng lượng thương mại hiện có trên thị trường, dao động từ 5 – 15%. Giá trị này đã được chứng nhận bởi Viện nghiên cứu Hệ thống Năng lượng Mặt trời Fraunhofer (ISE) của Đức.