Buzz
Khi năng lượng tái tạo trở thành một công cụ chính trị, Nhật Bản đang tìm cách phục hồi ưu thế công nghệ của mình.
Sự thống trị của Trung Quốc trên thị trường năng lượng mặt trời đã thúc đẩy Mỹ và các đồng minh tăng cường nghiên cứu giải pháp mới. Các nhà kỹ sư đã phát hiện ra một loại pin mặt trời giống như các tấm phim máy ảnh.
Các công ty Trung Quốc chiếm hơn 80% thị phần toàn cầu về tấm pin mặt trời silicon và thậm chí làm chủ thị trường polysilicon - nguyên liệu chính cho các tấm pin. Dự báo từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế: “Cho đến năm 2025, thế giới sẽ hoàn toàn phụ thuộc vào Trung Quốc trong việc cung cấp nguyên liệu quan trọng cho sản xuất tấm pin mặt trời.”
Tại Mỹ, chính phủ Tổng thống Joe Biden đang tìm cách xây dựng chuỗi cung ứng trong nước về tấm pin mặt trời. Nhật Bản cũng đang tìm kiếm giải pháp mới với tấm pin mặt trời perovskite không sử dụng silicon.
Do nhà khoa học Nhật Bản Tsutomu Miyasaka phát minh, các tế bào perovskite sử dụng khoáng chất tạo thành cấu trúc tinh thể, có thể biến tia nắng mặt trời thành điện năng.
Một yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất perovskite là iốt. Mặc dù không phải là quốc gia giàu tài nguyên, Nhật Bản vẫn là nước sản xuất iốt lớn thứ hai trên thế giới, chiếm khoảng 1/3 sản lượng toàn cầu, chỉ sau Chile.
Các tế bào Perovskite đã được nghiên cứu trong hơn một thập kỷ. Ban đầu, chúng không thể sánh bằng tế bào silicon về hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành điện và có xu hướng bị phân hủy trong điều kiện ẩm ướt. Vì vậy, perovskite đã được sử dụng bên trong các tấm silicon với lớp phủ thủy tinh để tăng hiệu suất.
Hiện nay, các tế bào chỉ chứa perovskite đã đạt hoặc thậm chí vượt qua các tế bào silicon, với tỷ lệ chuyển đổi cao tới 25% hoặc hơn, theo dữ liệu từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. Trong các tấm silicon thương mại thông thường, tỷ lệ này là khoảng 18%-22%.
Thách thức hiện nay là giảm chi phí để có thể cạnh tranh với tấm pin silicon và giải quyết vấn đề độ ẩm.
Các nhà khoa học nói rằng perovskite khác biệt với độ nhẹ và linh hoạt. Lớp perovskite tinh thể chỉ dày một micron, tạo ra một tế bào nhẹ nhàng và linh hoạt, có thể được lắp đặt trên tường hoặc bề mặt cong và tạo ra điện dưới ánh nắng yếu, ngay cả trong nhà.
Thủ tướng Nhật Bản Fumio Kishida đã cam kết biến công nghệ này thành hiện thực thương mại trong hai năm tới. Nhật Bản nhập khẩu gần 90% năng lượng kể từ khi đóng cửa hầu hết các nhà máy điện hạt nhân sau thảm họa Fukushima năm 2011.
Mục tiêu của Thủ tướng Kishida rất tham vọng, nhưng kỹ sư và quan chức Nhật Bản đều lạc quan với tiến bộ công nghệ gần đây.
Sekisui Chemical, nhà cung cấp cho các nhà sản xuất màn hình, đang giải quyết vấn đề độ ẩm bằng cách phát triển chất bịt kín cho tế bào có thể tồn tại được trong 10 năm. Công ty đang thử nghiệm tế bào perovskite ngoài trời trên các bề mặt không phù hợp với tấm silicon và kế hoạch sản xuất thương mại vào năm 2025.
EneCoat Technologies đang tập trung vào việc sử dụng perovskite trong nhà và cho các thiết bị nhỏ hơn, với kế hoạch bắt đầu sản xuất thương mại vào cuối năm nay.
Các công ty Nhật Bản cũng đang chạm mặt với sự cạnh tranh từ Trung Quốc, với kế hoạch tăng công suất lên gấp 10 lần trong sản xuất tế bào perovskite.
Nhiều kỹ sư tin rằng Nhật Bản vẫn giữ lợi thế về công nghệ, vì việc sản xuất lớp perovskite siêu mỏng đồng nhất đòi hỏi sự khéo léo chính xác, điều mà là điểm mạnh của ngành công nghiệp sản xuất Nhật Bản.
Các công ty Nhật Bản ban đầu đã thống trị thị trường sản xuất tấm silicon toàn cầu, nhưng sau đó bị các đối thủ Trung Quốc vượt mặt khi đầu tư mạnh vào cơ sở sản xuất và giảm giá thành.
Tokyo đã chi hơn 400 triệu USD để hỗ trợ các công ty sản xuất hàng loạt tế bào perovskite. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cũng đã phát hành một chương trình trị giá 29 triệu USD trong năm tài chính 2022 để hỗ trợ các công nghệ năng lượng mặt trời, bao gồm cả perovskite.
Theo Bản tin The Wall Street Journal
