Lần Đầu Tiên! Lĩnh vực Pin Mặt Trời của Trung Quốc Đạt Tiến Bộ Đột Phá
Ngày 28/10, phóng viên được biết từ Đại học Nam Kinh rằng nhóm nghiên cứu của Trợ lý Giáo sư Lâm Nhân Hưng và Giáo sư Đàm Hải Nhân đã thiết kế một loại pin mặt trời lớp chồng hoàn toàn perovskite chế tạo dựa trên chiến lược passivation lưỡng cực. Pin này sau khi được chứng nhận bởi tổ chức uy tín quốc tế Phòng thí nghiệm Công nghệ Môi trường và An toàn Điện Nhật Bản, đã đạt hiệu suất chuyển đổi quang điện cao tới 30.1%. Đây là lần đầu tiên hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin mặt trời màng mỏng đa tinh thể vượt quá 30%. Kết quả này đã được ghi nhận trong "Bảng Hiệu suất Pin Mặt Trời", và thành tựu liên quan được công bố trên tạp chí học thuật quốc tế Nature vào ngày 28/10.
Trong nghiên cứu lần này, các nhà khoa học phát hiện ra rằng giao diện giữa lớp hấp thụ ánh sáng perovskite và lớp vận chuyển lỗ trống là khu vực có tổn thất hạt tải điện đáng kể. Để giải quyết vấn đề này, nhóm đã thiết kế một lớp passivation lưỡng cực. Lớp này hoạt động giống như một đường một chiều trong thành phố, một đầu kết nối với lớp hấp thụ ánh sáng perovskite, đầu kia kết nối với lớp vận chuyển lỗ trống, điều hướng các hạt tải điện di chuyển về phía lớp vận chuyển lỗ trống.
Kết quả chẩn đoán và phát hiện bức xạ terahertz đã làm rõ cơ chế vi mô của chiến lược passivation lưỡng cực trong việc thúc đẩy vận chuyển điện tích và ức chế tổn thất. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy, màng perovskite được xử lý passivation đã đạt được mức tăng độ linh động hạt tải điện tổng thể trên 68% và kéo dài chiều dài khuếch tán hạt tải điện gần 30%.
Nghiên cứu đã đề xuất một cách sáng tạo khái niệm mới về cấu hình lớp vận chuyển lỗ trống kiểu "lớp phân tử giới hạn trong chất nền". Đột phá này vượt qua những hạn chế nội tại về tập hợp phân tử, xếp chồng và kết tinh trong các hệ thống lớp vận chuyển lỗ trống truyền thống kiểu lớp đơn phân tử tự lắp ráp. Nó thiết lập một con đường kỹ thuật mới cho các lớp vận chuyển điện tích với khả năng ứng dụng phân tử rộng và tính mở rộng quy trình cao, giải quyết các thách thức như độ không đồng nhất của màng và sự bất ổn định giao diện gặp phải trong quá trình chế tạo mô-đun quang điện perovskite dựa trên lớp vận chuyển điện tích tự lắp ráp.
Cuối cùng, thông qua sự hợp tác với Phòng thí nghiệm Đổi mới 21C của CATL, nghiên cứu đã thành công phát triển một mô-đun quang điện perovskite kích thước lớn 1m×2m đạt hiệu suất chuyển đổi quang điện vượt quá 20%, thiết lập một kỷ lục thế giới mới trong lĩnh vực này.
