Ảnh: iStock

Loại tế bào quang điện ghép lớp này kết hợp một lớp perovskite với một lớp silicon, cho phép chuyển đổi năng lượng mặt trời với hiệu suất rất cao. Đây được xem là một trong những công nghệ điện mặt trời triển vọng nhất hiện nay, với kỷ lục hiệu suất thế giới đã đạt 35%. Tuy nhiên, quá trình sản xuất vẫn tồn tại một trở ngại lớn. Bề mặt silicon công nghiệp thường có cấu trúc vi mô dạng kim tự tháp để giúp tăng khả năng hấp thụ ánh sáng, nhưng điều này lại khiến lớp perovskite khó được phủ đều và mịn. Hệ quả là xuất hiện các “đường rò rỉ điện” siêu nhỏ làm giảm hiệu suất hoạt động.

Để xử lý vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển phương pháp gọi là “thụ động hóa chọn lọc đỉnh” (peak-selective passivation). Phương pháp sử dụng các hạt nano polystyrene để phủ một lớp oxit nhôm cách điện cực mỏng lên phần đỉnh của các cấu trúc hình kim tự tháp trên bề mặt silicon.

Nhờ đó, thiết bị thử nghiệm đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên tới 33,33% và được chứng nhận ở mức 32,89% trên diện tích hoạt động khoảng 1cm².

Hiệu suất của tế bào quang điện càng cao đồng nghĩa với cùng một lượng ánh sáng mặt trời có thể tạo ra nhiều điện năng hơn. Điều này có thể giúp giảm diện tích lắp đặt, hạ chi phí hệ thống và tăng lượng điện tạo ra ở những khu vực hạn chế không gian như mái nhà đô thị.

Đây có thể là lợi thế đặc biệt quan trọng với các hộ gia đình hoặc doanh nghiệp muốn giảm hóa đơn điện nhưng không có nhiều diện tích mái. Những tấm quang điện hiệu suất cao sẽ giúp tối ưu sản lượng điện trên từng mét vuông lắp đặt.

Độ ổn định cũng là yếu tố then chốt nếu công nghệ này muốn bước ra khỏi phòng thí nghiệm. Hiện nay thiết bị vẫn duy trì khoảng 90% hiệu suất ban đầu sau 1.000 giờ vận hành liên tục.

Các nhà nghiên cứu cho biết phương pháp thụ động hóa mới khá đơn giản và tương thích với quy trình sản xuất công nghiệp hiện nay, giúp triển vọng thương mại hóa trở nên khả thi hơn mà không cần xây dựng một hệ thống sản xuất hoàn toàn mới.