Buzz
Nhóm nhà khoa học tại Nhật Bản vừa giới thiệu một phương pháp mới có thể nâng cao hiệu suất của pin mặt trời màng mỏng hữu cơ. Những pin này nhẹ, linh hoạt và có chi phí thấp hơn so với các pin silicon truyền thống.
Nghiên cứu này được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Osaka Metropolitan, với mục tiêu phát triển một phân tử mới có khả năng tự tạo ra cấu trúc quan trọng trong quá trình chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.
Pin mặt trời màng mỏng hữu cơ sử dụng vật liệu bán dẫn gốc carbon, có thể phủ lên nhiều bề mặt như cửa sổ, quần áo hoặc các vật liệu linh hoạt khác. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn gặp khó khăn trong việc thương mại hóa vì hiệu suất chuyển đổi năng lượng còn thấp.
Các nhà nghiên cứu cho rằng, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của pin mặt trời là khả năng tách và vận chuyển điện tích sau khi vật liệu hấp thụ ánh sáng. Điều này phụ thuộc vào việc hình thành các mối nối p/n - cấu trúc cho phép dòng điện di chuyển hiệu quả trong vật liệu.
Trong các thiết kế truyền thống, mối nối p/n được tạo ra bằng cách trộn các vật liệu khác nhau. Tuy nhiên, quá trình này rất nhạy cảm với các điều kiện sản xuất, và chỉ cần thay đổi nhỏ về dung môi hoặc nhiệt độ cũng có thể làm giảm hiệu suất và độ ổn định của pin.
Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một phân tử mới mang tên TISQ, tích hợp sẵn các thành phần cần thiết trong cùng một cấu trúc. Nhờ vậy, các mối nối p/n có thể tự hình thành ở quy mô nano mà không cần quá nhiều can thiệp trong quá trình sản xuất.
Khi TISQ được sử dụng trong việc chế tạo pin mặt trời màng mỏng hữu cơ hoàn chỉnh, nó đã chứng minh khả năng tự hình thành các mối nối p/n ngay trong thiết bị, khẳng định tính khả thi của phương pháp mới này.
Phó giáo sư Takeshi Maeda, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết phát hiện này mở ra cơ hội phát triển các vật liệu hữu cơ ‘tự tổ chức’, giúp cải thiện hiệu suất pin mặt trời mà vẫn duy trì các ưu điểm như nhẹ, linh hoạt và chi phí thấp. Hướng nghiên cứu này còn có khả năng ứng dụng trong các thiết bị quang điện tử khác như cảm biến và hệ thống thu năng lượng ánh sáng.
Theo IE
