Pin mặt trời hữu cơ mới lập kỷ lục thế giới về hiệu suất

Một nhóm nghiên cứu từ Đức và Trung Quốc đã lập kỷ lục mới về hiệu suất chuyển đổi năng lượng của các mô-đun quang điện hữu cơ (OPV) với tỷ lệ 12,6% trên diện tích 26 cm2.

Các nhà khoa học từ Đại học Friedrichifer Alexander Erlangen-Nürnberg (FAU, Đức), Trung tâm nghiên cứu năng lượng ứng dụng (ZAE) của bang Bavaria, Đức và Viện Năng lượng tái tạo Helmholtz Erlangen-Nürnberg (HI ERN), một chi nhánh của Forschungszentrum Jülich (thuộc Hiệp hội các Trung tâm nghiên cứu Đức Helmholtz), hợp tác với Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc (SCUT) đã thiết kế một mô-đun OPV với hiệu suất 12,6% trên diện tích 26cm2, vượt 30% hiệu suất so với kỷ lục thế giới trước đây là 9,7%.

Pin mặt trời hữu cơ mới lập kỷ lục thế giới về hiệu suất
Tiến sĩ Andreas Distler, ZAE Bayern, với mô-đun năng lượng mặt trời hữu cơ tại Trung tâm Solar Factory of the Future.

Đây là giá trị hiệu quả cao nhất từng được ghi nhận cho một mô-đun quang điện hữu cơ. Nó được xác nhận bằng phép đo hiệu chuẩn được chứng nhận trong các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn của phòng thí nghiệm chứng nhận độc lập Fraunhofer ISE (Freiburg) vào tháng 9-2019. Mô-đun đa bào được phát triển tại Trung tâm Solar Factory of the Future (Nhà máy mặt trời của tương lai) đặt tại Cơ sở Nghiên cứu Năng lượng Nürnberg (EnCN) trong một phòng thí nghiệm màng phủ với chương trình thử nghiệm megawatt duy nhất cho quang điện màng mỏng, được thiết kế và thực hiện với sự hỗ trợ tài chính của Bộ Kinh tế bang Bavaria (CHLB Đức).

Loading...

Sự đột phá này cho thấy Bavaria không chỉ là người đi đầu trong sự tiến bộ của việc lắp đặt quang điện, mà còn chiếm vị trí hàng đầu trong việc phát triển các công nghệ trong tương lai, ông Hubert Aiwanger, Bộ trưởng Kinh tế, Phát triển Vùng và Năng lượng của Bavaria nhấn mạnh.

Pin mặt trời hữu cơ thường bao gồm hai thành phần hữu cơ khác nhau, sở hữu các tính chất bán dẫn cần thiết. Trái ngược với silicon được sử dụng thông thường, vốn được sản xuất bởi các quá trình nóng chảy tốn nhiều năng lượng, vật liệu hữu cơ có thể được đưa trực tiếp lên màng film hoặc thủy tinh để chứa chúng.

Một mặt, điều này giúp giảm chi phí sản xuất, mặt khác, việc sử dụng vật liệu linh hoạt, nhẹ cho phép thực hiện nhiều ứng dụng mới, như thiết bị di động hoặc quần áo, ngay cả khi hiệu quả chưa thể so sánh với pin mặt trời silicon truyền thống.

Theo Giáo sư Christoph Brabec, Đại học FAU, Giám đốc Viện HI ERN, và Giám đốc khoa học của Trung tâm Solar Factory of the Future: “Đây là cột mốc quan trọng trong nghiên cứu chất bán dẫn hữu cơ cho thấy những phát triển hiệu suất mới nhất với các hiệu quả của tế bào được chứng nhận trên 16%, không còn bị giới hạn ở quy mô phòng thí nghiệm, mà sẵn sàng mở rộng đến mức mô-đun theo mẫu”.

Với thiết kế của họ, hiệu quả của các mô-đun quang điện lắp ráp hoàn chỉnh luôn thấp hơn một chút so với các tế bào riêng lẻ. Ví dụ, một phần của khu vực mô-đun luôn không hoạt động vì nó được sử dụng để kết nối các ô riêng lẻ. Với diện tích mô đun tăng, tổn thất do điện trở của điện cực cũng tăng theo.

Mô-đun ghi nhận bao gồm mười hai ô được kết nối tuần tự và có hệ số lấp đầy hình học là hơn 95%. Ở phần này của khu vực mô-đun đóng góp tích cực vào việc phát điện. Đối với khu vực hoạt động của nó, mô-đun thậm chí đạt được hiệu quả 13,2%. Việc giảm thiểu các khu vực không hoạt động đã đạt được thông qua cấu trúc laser có độ phân giải cao, được phát triển và tối ưu hóa trong những năm gần đây tại “Solar Factory of the Future”.

Loading...
TIN CŨ HƠN
In 3D nhựa theo cấu trúc

In 3D nhựa theo cấu trúc "tubulane" cực kỳ phức tạp, một khối nhựa chống được cả đạn

Đồ in 3D thường là các mô hình cỡ nhỏ, để phục vụ mục đích nghiên cứu cấu trúc kiến trúc hay để trưng bày và làm đồ chơi, chúng thường mỏng manh dễ vỡ.

Đăng ngày: 18/11/2019
Làm ra thịt từ… không khí

Làm ra thịt từ… không khí

Quy trình chăn nuôi để tạo ra thịt hiện nay của loài người được xem là một nguồn gây ô nhiễm không nhỏ cho hành tinh. Vì vậy giải pháp làm ra thịt từ… không khí không chỉ giúp bảo vệ trái đất của chúng ta mà còn tốt cho sức khỏe.

Đăng ngày: 18/11/2019
Mô hình đô thị tự túc 100% thực phẩm, năng lượng

Mô hình đô thị tự túc 100% thực phẩm, năng lượng

Kiến trúc sư Stefano Boeri tiết lộ kế hoạch xây dựng một "khu đô thị rừng thông minh" rộng 557 ha ở thành phố Cancun, miền đông Mexico.

Đăng ngày: 18/11/2019
Vật liệu cấy ghép có khả năng tiêu diệt tới 98% vi khuẩn

Vật liệu cấy ghép có khả năng tiêu diệt tới 98% vi khuẩn

Các nhà khoa học từ Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NUST MISiS) cùng với các đồng nghiệp Séc và Mỹ đã phát triển một loại vật liệu cấy ghép mới giúp ngăn ngừa vấn đề nhiễm trùng sau phẫu thuật.

Đăng ngày: 17/11/2019
Lá nhân tạo có thể quang hợp

Lá nhân tạo có thể quang hợp "như thật", vừa loại được CO2 lại vừa tạo ra cả oxy và nhiên liệu

“Tiềm năng của hệ thống mới khiến tôi hứng thú vô cùng, khám phá này có thể thay đổi tất cả”.

Đăng ngày: 15/11/2019
Các nhà khoa học nghiên cứu thành công loại bê tông mới ít bị nứt hơn so với bê tông thông thường

Các nhà khoa học nghiên cứu thành công loại bê tông mới ít bị nứt hơn so với bê tông thông thường

Bí mật nằm ở cách pha trộn các thành phần tạo nên bê tông.

Đăng ngày: 15/11/2019
Thiết kế pin mới lưu trữ tốt hơn cho lưới năng lượng tái tạo

Thiết kế pin mới lưu trữ tốt hơn cho lưới năng lượng tái tạo

Các nhà khoa học mới đây đã tìm ra giải pháp lưu trữ năng lượng tái tạo ngay cả khi mặt trời không chiếu sáng hoặc gió không thổi.

Đăng ngày: 14/11/2019
Tiêu điểm
Khoa Học News