Lần thứ 10 lập kỷ lục thế giới! Đội ngũ của chúng tôi dẫn đầu nghiên cứu pin quang điện màng mỏng mới

Ngày 25 tháng 3, phóng viên hay biết từ Viện Vật lý, Học viện Khoa học Trung Quốc rằng nhóm của nhà nghiên cứu Mạnh Khánh Ba tại đây một lần nữa đạt được đột phá về hiệu năng đối với quang điện màng mỏng mới dựa trên đồng-kẽm-tin-sunfua-selen (CZTSSe). Hiệu suất được chứng nhận theo chuẩn uy tín đối với pin đã được nâng lên 16,6%, đồng thời hoàn thành nghiên cứu phát triển pin linh hoạt hiệu suất cao và các mô-đun; đây là lần thứ 10 liên tục thiết lập kỷ lục thế giới mới trong lĩnh vực này. Nước ta đã dẫn đầu toàn cầu trong lĩnh vực quang điện mới; công nghệ đã vượt qua ngưỡng then chốt để công nghiệp hóa.

Hiện nay, chuyển đổi năng lượng toàn cầu đang tăng tốc; hoạt động thám hiểm không gian sâu và việc nâng cấp xây dựng cơ sở hạ tầng không gian; các dự án trọng điểm như internet vệ tinh quỹ đạo thấp, các trung tâm năng lượng trong không gian… đặt ra các yêu cầu cốt lõi về chi phí thấp, tuổi thọ cao, nhẹ và bền vững tài nguyên đối với công nghệ năng lượng mặt trời. Vật liệu CZTSSe được cấu thành từ các nguyên tố phổ biến như đồng, kẽm, thiếc; đồng thời có các ưu điểm như nguồn nguyên liệu phong phú, chi phí thấp, thân thiện môi trường, khả năng chống bức xạ trong không gian. Công nghệ xếp chồng toàn màng của nó được kỳ vọng sẽ phát huy vai trò quan trọng trong các ứng dụng năng lượng quy mô lớn trên mặt đất và trong không gian trong tương lai. Tuy nhiên, do các thách thức như khuyết tật vật liệu phức tạp, sự sắp xếp nguyên tử vô trật tự và tổn hao năng lượng nội tại lớn, sự phát triển công nghệ quang điện CZTSSe trong gần mười năm đã gặp trở ngại.

Nhóm của Mạnh Khánh Ba đã dày công nghiên cứu nền tảng trong hơn mười năm, lần lượt giải quyết một cách chính xác các vấn đề khoa học then chốt như điều khiển kết tinh của vật liệu, cấu trúc nguyên tử và điều khiển khuyết tật; phát triển chiến lược vị trí khuyết tật nguyên tử để dẫn dắt các nguyên tử đồng-kẽm sắp xếp trật tự trở về vị trí có trật tự, từ gốc rễ giảm hoạt tính của khuyết tật và tổn hao nội tại. Năm 2022, nhóm lần đầu tiên vượt qua “ngưỡng” hiệu suất 13%; sau đó trong 3 năm liên tiếp đạt các bước nhảy theo quy mô là 14%, 15% và 16%, hoàn thành việc phóng đại quy mô thiết bị và xây dựng các mô-đun linh hoạt.

Theo quy luật phát triển của quang điện màng mỏng, khi hiệu suất đạt trong khoảng 15%~16% thì có thể dần dần tiến tới công nghiệp hóa. Hiện nay, hiệu suất 16,6% của pin CZTSSe, cộng hưởng với các ưu điểm sẵn có, đã có nền tảng để công nghiệp hóa. Trong tương lai, khi hiệu suất tiến gần 20%, hiệu suất mô-đun đạt 18% và đạt được chế tạo hàng loạt, các ưu điểm như nhẹ và linh hoạt, có thể gấp gọn và mở ra, cũng như bền vững tài nguyên của các sản phẩm liên quan, có triển vọng thể hiện trong các bối cảnh ứng dụng mới như hệ thống năng lượng di động, cấp điện cho thiết bị cơ động, cũng như cho vệ tinh, nền tảng năng lượng không gian và thám hiểm không gian sâu… Trở thành một trong những hướng công nghệ quan trọng để hỗ trợ hệ thống năng lượng mới trong tương lai và phát triển năng lượng không gian. Nhóm sau đó sẽ tiếp tục làm sâu nghiên cứu nền tảng, đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển công nghệ, liên kết các bên để tăng tốc quá trình công nghiệp hóa, cung cấp giải pháp của Trung Quốc cho hệ thống năng lượng sạch toàn cầu.

Nguồn: Ứng dụng Beijing Daily

Thông tin khổng lồ, phân tích chính xác, có ngay trên ứng dụng Sina Finance