Trên toàn cầu, một nhóm công ty từ Oxford, Anh đến Thành phố Redwood, California đang nỗ lực thương mại hóa công nghệ năng lượng mặt trời mới có thể thúc đẩy hơn nữa việc áp dụng sản xuất năng lượng tái tạo.
Đầu năm nay, Oxford PV, một công ty khởi nghiệp hợp tác với Đại học Oxford, đã nhận được 3 triệu USD từ chính phủ Anh để phát triển công nghệ sử dụng một loại vật liệu mới để chế tạo pin mặt trời. Hai ngày trước, tại Mỹ, một công ty có tên Swift Solar đã huy động được 7 triệu USD để đưa công nghệ tương tự ra thị trường, theo hồ sơ gửi lên Ủy ban Chứng khoán và Giao dịch.
Được gọi là tế bào perovskite, công nghệ quang điện mới sử dụng vật liệu gốc hữu cơ-vô cơ hoặc halogenua thiếc làm lớp hoạt tính thu ánh sáng. Đây là công nghệ mới đầu tiên xuất hiện sau nhiều năm hứa hẹn mang lại hiệu quả tốt hơn trong việc chuyển đổi ánh sáng thành năng lượng điện với chi phí thấp hơn so với các công nghệ hiện có.
Sam Stranks, cố vấn khoa học chính và là một trong những người đồng sáng lập của Swift Solar, cho biết trên Ted Talk: “Perovskite đã cho phép chúng tôi thực sự suy nghĩ lại về những gì chúng tôi có thể làm với các tấm pin mặt trời làm từ silicon mà chúng tôi thấy trên mái nhà ngày nay”. “Một khía cạnh khác thực sự khiến tôi phấn khích: những thứ này có thể được sản xuất với giá rẻ đến mức nào. Những màng tinh thể mỏng này được tạo ra bằng cách trộn hai loại muối rẻ tiền, dồi dào để tạo ra một loại mực có thể lắng đọng theo nhiều cách khác nhau… Điều này có nghĩa là các tấm pin mặt trời perovskite có thể có giá thấp hơn một nửa so với các tấm pin silicon của chúng.”
Lần đầu tiên được các nhà nghiên cứu Nhật Bản đưa vào pin mặt trời vào năm 2009, pin mặt trời perovskite có hiệu suất thấp và thiếu độ ổn định để được sử dụng rộng rãi trong sản xuất. Nhưng trong 9 năm qua, các nhà nghiên cứu đã liên tục cải thiện cả tính ổn định của các hợp chất được sử dụng lẫn hiệu suất mà các pin mặt trời này tạo ra.
Oxford PV, ở Anh, hiện đang nghiên cứu phát triển pin mặt trời có thể đạt hiệu suất chuyển đổi 37% - cao hơn nhiều so với pin mặt trời màng mỏng hoặc quang điện đa tinh thể hiện có.
Các hóa chất mới để sản xuất pin mặt trời đã được quảng cáo trước đây, nhưng chi phí vẫn là một trở ngại cho việc triển khai thương mại, do các tấm pin mặt trời trở nên rẻ một phần nhờ vào sự thúc đẩy mạnh mẽ từ chính phủ Trung Quốc nhằm tăng năng lực sản xuất.
Nhiều nhà sản xuất trong số này cuối cùng đã phải đóng cửa, nhưng những nhà sản xuất còn sống sót đã cố gắng duy trì vị thế thống trị của mình trong ngành bằng cách giảm nhu cầu người mua tìm đến các công nghệ mới hơn để tiết kiệm chi phí hoặc hiệu quả.
Công nghệ mới này cũng phải đối mặt với một rủi ro, nhưng lời hứa về những cải tiến căn bản về hiệu quả với chi phí đủ thấp để thu hút người mua đã khiến các nhà đầu tư một lần nữa bỏ tiền ra đầu tư cho các hóa chất năng lượng mặt trời thay thế.
Oxford PV đã thiết lập mốc hiệu suất hàng đầu thế giới cho pin dựa trên perovskite ở mức 27,3%. Con số này đã cao hơn 4% so với các tấm silicon đơn tinh thể hàng đầu hiện nay.
Chris Case, CTO của Oxford PV, cho biết: “Ngày nay, pin mặt trời song song perovskite trên silicon có kích thước thương mại đang được sản xuất tại dây chuyền thí điểm của chúng tôi và chúng tôi đang tối ưu hóa thiết bị cũng như quy trình để chuẩn bị cho việc triển khai thương mại”.
