Các nhà nghiên cứu thuộc ĐH Purdue và Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia vừa công bố vật liệu mới có khả năng tạo ra lượng điện nhiều gấp đôi so với silicon, loại vật liệu chính đang được dùng để làm các tấm pin mặt trời hiện nay.

Điểm đặc biệt của vật liệu trên là nó có cấu tạo tinh thể giống với perovskite (CaTiO3), một loại hợp chất với cấu trúc đặc thù gồm những cái "chuồng" bao quanh các nguyên tử tự do nằm ở trung tâm. Với perovskite lai, các nguyên tử Pb và I tạo thành "chuồng" bọc lấy cụm CH3NH3 nằm chính giữa. Chính cấu trúc perovskite này cho phép các electron tự do có thể di chuyển những quãng đường xa hơn và tồn tại được lâu hơn trước khi bị mất hết năng lượng.

Bà Huang mô tả cụ thể hơn: "Khoảng cách mà các electron tự do cần phải di chuyển ít nhất phải bằng độ dày của tấm pin Mặt Trời (để sinh ra điện), khoảng 200 nanomet. Đây là con số mà loại vật liệu perovskite mới có thể đạt được. Thêm vào đó, các electron này có thể tồn tại được tới 100 picosecond, lâu gấp 100 lần so với silicon".

Kai Zhu, đồng tác giả báo cáo, thuộc NREL, phấn khởi với kết quả: "Nghiên cứu này cho thấy các electron tự do mang năng lượng trong một màng mỏng tinh thể perovskite tiêu chuẩn có thể di chuyển một khoảng cách dài hơn hoặc bằng bề dày của tấm pin, vốn là yếu tố cần thiết để làm ra một tế bào năng lượng Mặt Trời hiệu quả. Thông tin này cũng chỉ ra rằng tiềm năng cho việc phát triển các tế bào năng lượng Mặt Trời áp dụng cấu trúc perovskite là rất tốt".

Tuy nhiên, một nhược điểm của loại vật liệu này là nó sử dụng Pb, một nguyên tố độc hại với môi trường. Hiện các nhà nghiên cứu Purdue đang cố gắng phát triển một vật liệu với cấu trúc perovskite tương tự nhưng không có Pb. Và chi tiết sau cùng là hoàn thiện sản phẩm. Ông Zhu tổng kết: "Bước tiếp theo là tìm ra hoặc phát triển được loại vật liệu hoặc cấu trúc phù hợp với các mức năng lượng tương xứng để trích ra các electron tự do này nhằm tạo ra dòng điện ở các mạch thứ cấp. Điều này sẽ không đơn giản".

Nguồn: congnghe.vn