Các nhà nghiên cứu tại Đại học Dầu khí Tây Nam (Trung Quốc) đang phát triển một phương pháp mới nhằm nâng cao hiệu suất của pin mặt trời. Họ đã phát hiện lớp oxit kẽm (ZnO) có thể bảo vệ các tế bào quang điện silicon dị thể khỏi tác hại của tia cực tím, đồng thời tăng công suất đầu ra dự kiến lên 4,8% trong suốt vòng đời sử dụng.
Lớp phủ ZnO giúp giảm thiểu sự suy giảm hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời
ẢNH: TẠO BỞI GEMINI
Theo tạp chí PV Magazine, nhóm nghiên cứu đã xem xét ZnO như một lớp chắn tia UV cho các tế bào quang điện silicon HJT, một công nghệ có hiệu suất cao nhưng dễ bị giảm hiệu suất khi tiếp xúc với bức xạ tia cực tím. Kết quả nghiên cứu sẽ được công bố trên tạp chí Current Applied Physics vào tháng 10 tới.
Jian Yu, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết các phương pháp hiện tại thường tập trung vào việc sử dụng vật liệu bao bọc để ngăn chặn hoặc chuyển đổi tia UV, hoặc thay đổi thiết kế thiết bị. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã đề xuất một phương án mới: sử dụng lớp oxit kim loại có dải năng lượng rộng để hấp thụ các photon tia cực tím trước khi chúng tiếp cận các bộ phận nhạy cảm của tế bào. Lớp phủ này có khả năng lọc bỏ phần lớn tia cực tím trong khi vẫn cho phép ánh sáng nhìn thấy đi qua hiệu quả, với độ truyền tia cực tím chỉ khoảng 16 - 18% và độ truyền ánh sáng nhìn thấy trên 90%.
Vai trò của lớp phủ ZnO đối với pin mặt trời
Trong các thử nghiệm, sau khi tiếp xúc với tia UV ở cường độ 60 kilowatt-giờ trên mỗi mét vuông, lớp phủ ZnO đã giúp giảm thiểu sự suy giảm hiệu suất chuyển đổi năng lượng xuống còn 3,5%, so với 5,7% đối với các tế bào không được phủ lớp. Đặc biệt, việc phủ ZnO lên kính của mô-đun còn mang lại khả năng bảo vệ tốt hơn, giảm sự suy giảm hiệu suất từ 5,0% xuống còn 4,1%.
Các nhà nghiên cứu cho biết ZnO có thể là một sự thay thế tiềm năng cho silicon tinh thể, vì nó hấp thụ các photon tia cực tím trong khoảng 300 - 400 nanomet mà vẫn cho phép ánh sáng nhìn thấy đi qua, từ đó cải thiện độ tin cậy.
Để kiểm chứng ý tưởng này, nhóm nghiên cứu đã áp dụng hai phương pháp: thêm trực tiếp ZnO vào các tế bào HJT đã được mạ kim loại và phủ lớp ZnO lên mặt kính của các mô-đun hoàn chỉnh. Cả hai phương pháp đều cho thấy sự cải thiện về độ bền, nhưng việc phủ lớp lên kính có vẻ hứa hẹn hơn vì nó bao phủ toàn bộ diện tích.
Ý tưởng này có thể mở rộng ra ngoài công nghệ HJT sang các loại pin mặt trời khác như pin perovskite hay pin mặt trời ghép nối tiếp, mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi trong ngành năng lượng mặt trời. Jian Yu cho biết: "Bằng cách hấp thụ và ngăn chặn hiệu quả các photon tia cực tím năng lượng cao, lớp màng bảo vệ này hoạt động tương tự như kem chống nắng, giúp ngăn chặn sự suy thoái do tia cực tím gây ra".
Bình luận (0)