Những thách thức của vật liệu Perovskite và các chiến lược ổn định

Vật liệu perovskite là các hợp chất hữu cơ-vô cơ với cấu trúc hóa học ABX₃, trong đó A là một cation đơn giá (ví dụ: methylammonium hoặc cesium), B là một kim loại hai giá (ví dụ: chì hoặc thiếc), và X là một anion halide (ví dụ: iodide hoặc bromide). Các vật liệu này thể hiện hệ số hấp thụ ánh sáng cao và tính chất vận chuyển điện tích xuất sắc, góp phần vào hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) vượt trội. Tuy nhiên, vật liệu perovskite rất nhạy cảm với độ ẩm, oxy và nhiệt độ cao, dẫn đến sự suy giảm, hiệu suất giảm và tuổi thọ ngắn hơn.

Để giải quyết những vấn đề này, các nhà khoa học đã phát triển nhiều chiến lược khác nhau, bao gồm tối ưu hóa cấu trúc tinh thể perovskite, cải thiện vật liệu lớp vận chuyển điện (CTL) và áp dụng các loại keo bao bọc sáng tạo. Cụ thể, các loại keo bao bọc hiệu quả trong việc ngăn chặn độ ẩm và oxy xâm nhập trong khi cung cấp bảo vệ cơ học, kéo dài đáng kể tuổi thọ của PSC.

Ứng dụng của keo bao bọc trong pin mặt trời perovskite

Keo bao bọc đóng vai trò như một rào cản bảo vệ cho PSC, bảo vệ lớp perovskite khỏi hư hại từ môi trường. Keo bao bọc hiện đại thường có các đặc điểm sau:

Hiệu suất rào cản cao: Keo có tỷ lệ truyền hơi nước (WVTR) và tỷ lệ truyền oxy (OTR) thấp giúp giảm thiểu sự xâm nhập của độ ẩm và oxy.

Độ ổn định nhiệt và khả năng chống UV: Keo phải giữ được độ ổn định dưới nhiệt độ cao và tiếp xúc với UV kéo dài, tránh sự phân hủy nhiệt hoặc phân hủy quang học do UV.

Các loại keo bao bọc phổ biến bao gồm keo nóng chảy, keo trong suốt lỏng (LOCA) và keo có thể đông cứng bằng UV. Những vật liệu này cung cấp khả năng niêm phong tuyệt vời và độ ổn định lâu dài thông qua quy trình phủ và đông cứng chính xác.

Cách công nghệ bao bọc ảnh hưởng đến hiệu suất của PSC

Công nghệ bao bọc đóng vai trò quan trọng trong sự ổn định và thương mại hóa các tế bào quang điện perovskite. Chẳng hạn, các loại keo nóng chảy lỏng trong các tế bào tandem perovskite-silicon không chỉ cung cấp hiệu suất rào cản cao mà còn tăng cường độ bám dính giữa các vật liệu, nâng cao độ ổn định cấu trúc. Thêm vào đó, các vật liệu bao bọc phù hợp có thể giảm thiểu căng thẳng cơ học trên các tế bào quang điện linh hoạt, đảm bảo hiệu suất ổn định trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Triển vọng tương lai của pin mặt trời Perovskite

Với những tiến bộ trong công nghệ bao bọc, độ ổn định của PSC đã được cải thiện đáng kể. Tuy nhiên, vẫn còn một số thách thức đối với việc thương mại hóa quy mô lớn:

Độ bền môi trường: Cần cải thiện thêm hiệu suất rào cản để đảm bảo độ ổn định lâu dài trong môi trường có độ ẩm cao và nhiệt độ cao.

Sản xuất quy mô lớn: Phát triển các quy trình bao bọc hiệu quả về chi phí và hiệu suất phù hợp cho sản xuất PSC quy mô lớn là rất quan trọng.

Các lựa chọn không chứa chì: Giảm thiểu việc sử dụng chì và phát triển các vật liệu perovskite thân thiện với môi trường và keo bao bọc là rất quan trọng để tuân thủ môi trường.

Tóm lại, các chất kết dính bọc ngoài là một công nghệ then chốt để cải thiện tính ổn định của pin mặt trời Perovskite và thúc đẩy thương mại hóa. Với sự đổi mới liên tục về vật liệu và quy trình bọc ngoài, các pin mặt trời Perovskite đang có tiềm năng trở thành một giải pháp năng lượng xanh có chi phí thấp và hiệu suất cao, góp phần phát triển năng lượng tái tạo toàn cầu.

Keo bao bọc Perovskite của HAI LU JYA HE

Các tế bào năng lượng mặt trời perovskite đang thu hút sự chú ý trong ngành năng lượng tái tạo nhờ vào hiệu suất chuyển đổi cao, tính linh hoạt và những lợi thế thân thiện với môi trường. Tính chất bán trong suốt của chúng khiến chúng trở nên lý tưởng cho các hệ thống quang điện tích hợp vào công trình (BIPV), cho phép sản xuất điện hiệu quả mà không làm giảm ánh sáng tự nhiên. Thêm vào đó, các tế bào perovskite có thể được áp dụng cho các bề mặt không đều, cung cấp năng lượng cho các thiết bị đeo và điện tử di động.

Về mặt hiệu suất, các tế bào perovskite đơn khối có thể lý thuyết đạt tới 33%, trong khi các cấu trúc tandem kết hợp perovskite và silicon đã vượt qua 30%, khiến chúng trở thành công nghệ then chốt cho việc phát triển thị trường năng lượng xanh.