Tạo ra vật liệu mới cho pin mặt trời bằng AI

Thông tin trên được nêu tại tọa đàm "Vật liệu cho tương lai bền vững" tổ chức trong Tuần lễ khoa học công nghệ của Quỹ VinFuture 2024 ngày 4/12 tại Hà Nội.

Tại tọa đàm, các chuyên gia, nhà khoa học đã chỉ ra rằng, một trong những yếu tố quan trọng để đạt được mục tiêu năng lượng sạch là việc phát triển các vật liệu mới có khả năng tăng hiệu suất của pin mặt trời.

Tọa đàm "Vật liệu cho tương lai bền vững"

Giáo sư Martin Green, Giám đốc sáng lập Trung tâm Quang điện Tiên tiến tại Đại học New South Wales (Australia) cho biết, công nghệ sử dụng trong chế tạo pin mặt trời thập kỷ vừa qua thay đổi rất nhiều. Hiệu suất các tấm panel tăng từ 16% lên 21,6%. Các công nghệ chế tạo pin mặt trời phát triển nhanh với 4 dạng chính là: Topcon, HJT, IBC, Perc.

Trong một thập kỷ qua, giá pin mặt trời giảm mạnh, từ 1 USD/W năm 2009 xuống còn 0,10 USD/W hiện nay. Hiệu suất các tấm pin cũng tăng từ 16% lên 21,6%, nhờ ứng dụng các công nghệ tiên tiến như TOPcon, HJT, IBC và PERC.

Các công nghệ mới này không chỉ giúp tăng hiệu suất của pin mặt trời mà còn giảm chi phí sản xuất, tạo điều kiện cho việc sử dụng năng lượng mặt trời trở nên phổ biến hơn trên toàn cầu.

“Khi nhu cầu năng lượng toàn cầu đạt 1 terawatt (TW) trong năm tới, silicon vẫn giữ vai trò chủ chốt nhờ khả năng đáp ứng sản phẩm sản xuất với chi phí thấp”, ông Martin Green nói và cho biết thêm, tuy silicon là vật liệu ưu việt, nhưng để đạt được hiệu suất cao hơn, cần tìm cách kết hợp với các vật liệu khác.

Theo giáo sư Martin Green, việc xếp chồng các lớp vật liệu như perovskite, có thể nâng cao hiệu suất từ 30% lên 40%. Tuy nhiên, vật liệu kết hợp phải đáp ứng các yêu cầu: có sẵn, không độc hại và tương thích với silicon.

Việc phát triển vật liệu mới cho pin mặt trời là yếu tố then chốt để thúc đẩy ứng dụng năng lượng mặt trời trên quy mô lớn, góp phần giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và hướng tới một tương lai năng lượng sạch.

Trong khi đó, giáo sư Marina Freitag, một chuyên gia về năng lượng tại Đại học Newcastle (Anh), đã chia sẻ về một trong những vật liệu hứa hẹn, đó là perovskite.

Perovskite là một loại tinh thể đặc biệt có thể kết hợp với các kim loại như chì hoặc thiếc, tạo ra những tế bào quang điện có khả năng chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng với hiệu suất cao hơn nhiều so với silicon truyền thống.

Khi kết hợp perovskite với silicon, có thể giảm tới 80% lượng silicon cần sử dụng, đồng thời tăng cường khả năng chuyển đổi năng lượng, giảm chi phí sản xuất và dễ dàng tái chế hơn.

Những vật liệu như perovskite có thể tồn tại lâu dài, nhưng chúng cũng phải đảm bảo không gây hại cho môi trường. Đặc biệt, việc sử dụng AI, phát triển vật liệu như perovskite và polyme tái chế, và tối ưu hóa quy trình sản xuất sẽ là những yếu tố quan trọng giúp mở ra một hướng đi quan trọng trong việc phát triển năng lượng tái tạo bền vững.