tin tức công ty về Australia phát triển vật liệu mới để làm pin mặt trời tốt hơn và rẻ hơn

Australia phát triển vật liệu mới để làm pin mặt trời tốt hơn và rẻ hơn

Công nghệ PERC do nhóm quang điện do Martin Green thuộc Đại học New South Wales (UNSW Sydney) dẫn đầu đã được ngành sản xuất năng lượng mặt trời trên thế giới áp dụng.

Hơn 80% pin mặt trời mới trên thế giới được cung cấp bởi công nghệ PERC do Úc phát triển

Chi phí chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng đã giảm hơn 90% trong thập kỷ qua.Năng lượng mặt trời hiện là cách rẻ nhất để tạo ra điện từ các nguồn năng lượng mới.
Hiện tại, năng lượng mặt trời giúp chúng ta giảm lượng khí thải đáng kể với chi phí rất cạnh tranh, nhưng vì năng lượng mặt trời cung cấp ít hơn 5% điện năng trên thế giới nên vẫn còn nhiều việc phải làm trên mặt trận này.
Australia có khả năng đóng một vai trò quan trọng trong tiến bộ toàn cầu.Australia luôn đi đầu trong việc phát triển và ứng dụng công nghệ năng lượng mặt trời trong nhiều thập kỷ.Úc đã giữ kỷ lục về hiệu suất của pin mặt trời silicon trong 30 năm trong 40 năm qua.Úc hiện đã triển khai nhiều năng lượng mặt trời trên đầu người hơn bất kỳ quốc gia OECD nào khác, đáp ứng gần 15% nhu cầu điện của họ.Hơn 80% các tấm pin mặt trời mới trên thế giới là pin mặt trời dựa trên công nghệ PERC, được phát triển thành công ở Úc.

Vậy điều gì tiếp theo cho năng lượng mặt trời?Hàng trăm nhà nghiên cứu trên khắp nước Úc đang tập trung vào hai mục tiêu: cắt giảm chi phí hơn nữa và khai thác ánh sáng mặt trời chiếu vào để tạo ra nhiều điện nhất có thể, tức là tăng hiệu suất quang điện.

Tại sao năng lượng mặt trời cần cải tiến?

Năng lượng mặt trời có tiềm năng thay đổi ngành công nghiệp, giao thông vận tải và cách sống của chúng ta - nếu chúng ta đưa công nghệ lên đỉnh cao.

Điện siêu rẻ mở ra những khả năng to lớn, từ việc chuyển đổi nước thành hydro xanh để lưu trữ năng lượng hoặc sử dụng trong các quy trình công nghiệp, đến cung cấp năng lượng cho giao thông vận tải, hệ thống năng lượng và mọi thứ khác mà chúng ta sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Năm ngoái, Cơ quan Năng lượng Tái tạo Úc đã đưa ra tầm nhìn về năng lượng mặt trời cực rẻ với chi phí thấp.Mục tiêu là tham vọng nhưng có thể đạt được.
Cơ quan này hy vọng sẽ tăng hiệu suất của pin mặt trời thương mại từ 22% hiện tại lên 30% vào năm 2030. Họ muốn chi phí toàn hệ thống khổng lồ (tấm pin, bộ biến tần và bộ truyền) giảm 50% xuống còn 0,30 USD cho mỗi watt.

Điều này cần có sự nghiên cứu chuyên sâu.Hơn 250 nhà nghiên cứu Úc đang làm việc hướng tới những mục tiêu này tại Trung tâm Quang điện Cao cấp của Úc, một sự hợp tác giữa sáu trường đại học và CSIRO.
Để tìm kiếm vật liệu mới ngoài silicon, pin mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng mà không cần các bộ phận chuyển động.Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào vật liệu silicon thường được sử dụng trong pin mặt trời, năng lượng của nó giải phóng một điện tử cho phép nó di chuyển qua vật liệu, giống như một điện tử di chuyển qua dây điện hoặc pin.

Các tấm pin mặt trời trên mái nhà của bạn có thể ban đầu là cát sa mạc, nấu chảy thành silica, tinh chế thành silicon và sau đó được tinh chế thành polysilicon tinh khiết 99,999%.Vật liệu linh hoạt này là trung tâm của sự thành công về năng lượng mặt trời trong nhiều thập kỷ.Quan trọng là, nó có thể mở rộng — từ kích thước pinhead đến các mảng có diện tích km vuông.

Nhưng để tối đa hóa tuyệt đối lượng ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm này, chúng ta cần nhiều hơn là silicon.Chúng tôi không thể đạt được 30% hiệu quả chỉ với silicon.

Hãy nhìn vào tế bào song song - một chiếc bánh sandwich năng lượng mặt trời.Vì silicon chỉ có thể hấp thụ tối đa 34% ánh sáng nhìn thấy, nên các nhà nghiên cứu tập trung vào việc thêm các lớp vật liệu khác để thu được các bước sóng ánh sáng khác nhau.

Perovskites là một lựa chọn.Vật liệu có thể được in hoặc tráng từ nguồn chất lỏng, do đó không tốn kém quá trình xử lý.Khi xếp vật liệu này lên trên silicon, chúng ta có thể thấy một bước nhảy vọt về hiệu quả sử dụng pin mặt trời.

Mặc dù triển vọng đầy hứa hẹn nhưng vẫn còn một số vấn đề cần giải quyết — cụ thể là làm thế nào để đảm bảo rằng perovskites sẽ tồn tại trong hơn 20 năm như chúng ta đã mong đợi từ các tấm silicon.

Các nhà nghiên cứu cũng đang xem xét các vật liệu khác, chẳng hạn như polyme và chalcogenides, một nhóm các khoáng chất phổ biến bao gồm các sulfua cho thấy nhiều hứa hẹn trong các tế bào năng lượng mặt trời mỏng và linh hoạt.

Bất kỳ vật liệu mới nào không chỉ phải tốt trong việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành các electron mà còn phải có nhiều trong vỏ Trái đất, rẻ tiền và đủ ổn định để đảm bảo tuổi thọ.Ví dụ, chalcogenides bao gồm các nguyên tố phổ biến như đồng, thiếc, kẽm và lưu huỳnh.

Nếu nó có thể đạt được 30% hiệu suất, nó sẽ mang lại lợi ích rất lớn.Chi phí xây dựng một nhà máy điện mặt trời lớn sẽ được cắt giảm.Với pin mặt trời hiệu quả hơn, cần ít tấm pin hơn và ít đất hơn cho cùng một sản lượng điện.