Cuộc chiến chống biến đổi khí hậu có thể đang được đẩy mạnh, nhưng có vẻ như pin mặt trời silic năng lượng xanh đang đạt đến giới hạn của chúng.Cách trực tiếp nhất để thực hiện chuyển đổi ngay bây giờ là sử dụng các tấm pin mặt trời, nhưng có những lý do khác khiến chúng là niềm hy vọng lớn của năng lượng tái tạo.
Thành phần quan trọng của chúng, silicon, là chất phong phú thứ hai trên Trái đất sau oxy.Vì các tấm pin có thể được đặt ở những nơi cần nguồn điện - trên nhà, nhà máy, tòa nhà thương mại, tàu, phương tiện giao thông đường bộ - nên ít cần phải truyền điện qua các cảnh quan;và sản xuất hàng loạt có nghĩa là các tấm pin mặt trời hiện nay quá rẻ nên tính kinh tế của việc sử dụng chúng đang trở nên không thể chối cãi.
Theo báo cáo về triển vọng năng lượng năm 2020 của Cơ quan Năng lượng Quốc tế, các tấm pin mặt trời ở một số địa điểm đang sản xuất điện thương mại rẻ nhất trong lịch sử.
Ngay cả con gấu truyền thống đó "còn khi trời tối hoặc nhiều mây thì sao?"đang trở nên ít vấn đề hơn nhờ những tiến bộ mang tính chuyển đổi trong công nghệ lưu trữ.
Vượt qua giới hạn của năng lượng mặt trời
Nếu bạn đang mong đợi một “nhưng”, thì đây là: nhưng các tấm pin mặt trời silicon đang đạt đến giới hạn thực tế về hiệu quả của chúng vì một số định luật vật lý khá bất tiện.Các pin mặt trời silicon thương mại hiện chỉ có hiệu suất khoảng 20% (mặc dù lên đến 28% trong môi trường phòng thí nghiệm. Giới hạn thực tế của chúng là 30%, nghĩa là chúng chỉ có thể chuyển đổi khoảng một phần ba năng lượng nhận được của Mặt trời thành điện năng).
Tuy nhiên, một tấm pin mặt trời sẽ tạo ra năng lượng không phát thải nhiều hơn nhiều lần so với năng lượng được sử dụng trong quá trình sản xuất của nó.
pin mặt trời silicon / perovskite
Perovskite: Tương lai của năng lượng tái tạo
Giống như silicon, chất tinh thể này có hoạt tính quang học, nghĩa là khi bị ánh sáng chiếu vào, các electron trong cấu trúc của nó trở nên đủ kích thích để tách khỏi nguyên tử của chúng (sự giải phóng electron này là cơ sở của tất cả quá trình phát điện, từ pin đến nhà máy điện hạt nhân) .Cho rằng điện có tác dụng, một dòng conga của các electron, khi các electron rời từ silicon hoặc perovskite được chuyển thành một dây dẫn thì kết quả là dòng điện.
Perovskite là một hỗn hợp đơn giản của các dung dịch muối được đun nóng từ 100 đến 200 độ để thiết lập các đặc tính quang học của nó.
Giống như mực, nó có thể được in lên các bề mặt và có thể uốn cong theo cách mà silicon cứng không có được.Được sử dụng với độ dày ít hơn tới 500 lần so với silicon, nó cũng siêu nhẹ và có thể bán trong suốt.Điều này có nghĩa là nó có thể được áp dụng cho tất cả các loại bề mặt như trên điện thoại và cửa sổ.Tuy nhiên, niềm phấn khích thực sự là xung quanh tiềm năng sản xuất năng lượng của perovskite.
Vượt qua thách thức lớn nhất của perovskite - suy thoái
Các thiết bị perovskite đầu tiên vào năm 2009 chỉ chuyển đổi 3,8% ánh sáng mặt trời thành điện năng.Đến năm 2020, hiệu suất là 25,5%, gần với kỷ lục phòng thí nghiệm của silicon là 27,6%.Có cảm giác rằng hiệu quả của nó có thể sớm đạt 30%.
Nếu bạn đang mong đợi một 'nhưng' về perovskite, thì, có một vài điều.Một thành phần của mạng tinh thể perovskite là chì.Số lượng rất nhỏ, nhưng độc tính tiềm ẩn của chì có nghĩa là nó là một điều cần cân nhắc.Vấn đề thực sự là perovskite không được bảo vệ dễ dàng bị phân hủy do nhiệt, độ ẩm và độ ẩm, không giống như các tấm silicon thường được bán với bảo hành 25 năm.
Silicon đối phó tốt hơn với sóng ánh sáng năng lượng thấp và perovskite hoạt động tốt với ánh sáng nhìn thấy năng lượng cao hơn.Perovskite cũng có thể được điều chỉnh để hấp thụ các bước sóng ánh sáng khác nhau - đỏ, lục, lam.Với việc sắp xếp cẩn thận silicon và perovskite, điều này có nghĩa là mỗi tế bào sẽ biến nhiều quang phổ ánh sáng thành năng lượng hơn.
Các con số rất ấn tượng: một lớp đơn lẻ có thể có hiệu suất 33%;chồng hai ô, nó là 45 phần trăm;ba lớp sẽ cho hiệu suất 51 phần trăm.Những con số này, nếu chúng có thể được thực hiện trên phương diện thương mại, sẽ tạo ra một cuộc cách mạng về năng lượng tái tạo.
Thời gian đăng bài: tháng 8-12-2021