Buzz
Hãng Ricoh của Nhật Bản vừa công bố một dự án táo bạo: sử dụng công nghệ in phun inkjet để tạo lớp perovskite trên bề mặt linh hoạt, nhằm phát triển các tấm pin mặt trời đột phá.
Trong những năm gần đây, công nghệ pin mặt trời thế hệ mới, đặc biệt là các tấm pin perovskite mỏng, nhẹ và linh hoạt, đang được coi là tương lai của năng lượng tái tạo. Trong bối cảnh này, Ricoh đã công bố một dự án đầy tham vọng: sử dụng công nghệ in phun inkjet để in các lớp perovskite lên bề mặt linh hoạt, tạo ra các tấm pin mặt trời siêu mỏng có thể uốn cong, dán lên tường, mái nhà hoặc các bề mặt khó khăn mà tấm pin silicon truyền thống không thể triển khai.
Theo thông báo từ Ricoh và đối tác Daiwa House cùng NTT Anode Energy, dự án này đã được chọn vào Quỹ Đổi mới Xanh (Green Innovation Fund) của chính phủ Nhật Bản. Ricoh sẽ dẫn đầu việc phát triển công nghệ in inkjet cho pin perovskite, với mục tiêu đạt công suất trên 300 MW vào năm tài chính 2030. Công ty sẽ tận dụng kinh nghiệm lâu dài trong việc phát triển đầu phun mực, hệ thống mực và quy trình truyền cuộn (roll-to-roll) để tối ưu hóa in ấn, tiết kiệm vật liệu và giảm chi phí sản xuất.
Mục tiêu của Ricoh không chỉ giới hạn trong thị trường nội địa mà còn có ý định cung cấp điện cho khoảng 90.000 hộ gia đình mỗi năm nếu thành công trong việc thương mại hóa sản phẩm này.
Theo Nikkei Asia, Ricoh đang tự khẳng định mình là một trong những người tiên phong trong việc sản xuất pin perovskite linh hoạt, góp phần định hình tương lai của năng lượng đô thị, nơi mọi bề mặt — không chỉ là mái nhà — có thể trở thành nguồn cung cấp điện.
Dù vậy, dự án của Ricoh vẫn phải đối mặt với những thách thức lớn. Các công nghệ pin perovskite hiện nay gặp phải hai vấn đề chính: độ ổn định, tuổi thọ và chi phí sản xuất khi mở rộng quy mô. Cụ thể, pin perovskite truyền thống có tuổi thọ ngắn hơn rất nhiều so với pin silicon (thường kéo dài từ 20 đến 25 năm). Thêm vào đó, pin linh hoạt cần phải chịu tác động của môi trường như ẩm, nhiệt, ánh sáng và va đập khi được uốn cong, từ đó làm tăng yêu cầu về vật liệu bảo vệ và cấu trúc che chắn.
Nhật Bản đã đi đầu trong việc giải quyết vấn đề này khi công ty Sekisui Chemical phát triển nhựa phủ đặc biệt (resin sealant) để ngăn ẩm xâm nhập. Đồng thời, công ty này đang nỗ lực sản xuất các tấm film perovskite với hy vọng giảm chi phí xuống ngang mức silicon trong tương lai. Các chuyên gia Nhật Bản nhận định rằng, nếu không mở rộng ra thị trường quốc tế để tăng quy mô sản xuất, giá thành sẽ khó giảm đủ sâu.
Nhìn một cách tổng thể, Nhật Bản đang nỗ lực tái định vị mình trong ngành công nghiệp năng lượng mặt trời. Trước đây, Nhật Bản là quốc gia dẫn đầu trong việc sản xuất tấm pin quang điện truyền thống. Tuy nhiên, khi Trung Quốc gia tăng sản xuất nhờ sự hỗ trợ từ chính sách nhà nước, chi phí lao động thấp và quy mô sản xuất khổng lồ, Nhật Bản đã bị loại khỏi vị trí tiên phong.
Chính phủ Nhật Bản, thông qua chương trình “Chiến lược pin mặt trời thế hệ tiếp theo” của Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp (METI), đã đặt ra mục tiêu sản xuất 1 GW/năm vào năm 2030 và lắp đặt 20 GW pin perovskite vào năm 2040. Đồng thời, Nhật Bản cũng đang xây dựng một chuỗi cung ứng độc lập, đặc biệt tận dụng lợi thế nguồn cung iod, để giảm bớt sự phụ thuộc vào Trung Quốc.
Trong khi đó, Trung Quốc vẫn duy trì ưu thế vượt trội về quy mô sản xuất, chi phí và các doanh nghiệp trong ngành. Hiện tại, Trung Quốc chiếm khoảng 80% công suất sản xuất module quang điện toàn cầu và 79% sản xuất polysilicon — nguyên liệu chủ yếu cho các tấm silicon truyền thống. Không chỉ vậy, nhiều công ty Trung Quốc như Jinko Solar, LONGi, Trina Solar đang phát triển các tấm pin tandem — kết hợp perovskite và silicon — để nâng cao hiệu suất vượt xa giới hạn của silicon đơn thuần.
Tất cả những yếu tố này đặt Nhật Bản vào vị thế “đuổi theo tốc độ”, yêu cầu phải nhanh chóng vượt qua các rào cản kỹ thuật để giành lại lợi thế trước Trung Quốc. Song song với việc đầu tư vào công nghệ, Nhật Bản cũng đang tận dụng đặc điểm địa hình núi đồi và diện tích đất phẳng hạn chế để áp dụng các tấm pin linh hoạt, giúp mở rộng khả năng thu năng lượng mà không cần nhiều diện tích đất trống.
Tuy nhiên, rủi ro vẫn luôn rình rập. Nếu Nhật Bản không kịp thời thương mại hóa công nghệ, Trung Quốc có thể nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường perovskite. Các chuyên gia trong ngành cho rằng, nếu Nhật Bản không mở rộng thị trường quốc tế, giá thành của perovskite có thể sẽ không đủ sức cạnh tranh với silicon trong tương lai gần.
Trên bình diện toàn cầu, cuộc đua giữa Nhật Bản và Trung Quốc trong lĩnh vực pin mặt trời thế hệ mới chính là hình mẫu của sự cạnh tranh công nghệ hiện đại. Nó không chỉ về năng lượng mà còn về chuỗi cung ứng chiến lược, độc lập công nghệ, an ninh năng lượng và lợi thế kinh tế. Nhật Bản đang nỗ lực tái hiện vị thế xưa bằng công nghệ mới, tận dụng sự linh hoạt trong chất liệu và sự hỗ trợ của nhà nước. Trong khi đó, Trung Quốc đang tận dụng quy mô, vốn và vị thế dẫn đầu hiện tại để trấn áp mọi cơ hội mới trong ngành.
Quay trở lại với Ricoh, nếu công ty này thành công trong việc ứng dụng công nghệ in phun inkjet với perovskite — sản xuất giá rẻ, lớp phim mỏng và dễ áp dụng — thì đây có thể là bước ngoặt lớn giúp lắp đặt pin mặt trời trên các bề mặt như tường, mái nhà, cửa sổ,... Liệu Ricoh có thể trở thành “ngọn cờ” giúp Nhật Bản lấy lại vị thế trong cuộc đua năng lượng sạch toàn cầu? Thời gian và hiệu quả kỹ thuật sẽ là câu trả lời.
Theo: Nikkei Asia, The Japan Times
