Perovskite: Liệu vật liệu này có thực sự là ngôi sao tiếp theo của ngành năng lượng mặt trời?!

Trong thế giới đang ngày càng quan tâm đến các nguồn năng lượng sạch và hiệu quả, perovskite đã nổi lên như một ứng cử viên sáng giá. Vật liệu này, với cấu trúc tinh thể độc đáo và khả năng hấp thụ ánh sáng ấn tượng, đang thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu và nhà đầu tư trên toàn cầu.

Perovskite là một loại khoáng chất tự nhiên có công thức hóa học chung là ABX3, trong đó A là cation lớn (thường là methylammonium hoặc formamidinium), B là kim loại chuyển tiếp (như lead), và X là anion halogenua (ví dụ như iodine, bromine, chlorine).

Tuy nhiên, perovskite tổng hợp được sử dụng phổ biến hơn trong các ứng dụng công nghệ. Bằng cách thay đổi thành phần của A, B và X, các nhà khoa học có thể điều chỉnh đặc tính của perovskite theo ý muốn, tạo ra nhiều loại vật liệu khác nhau với các thuộc tính riêng biệt phù hợp cho những mục đích sử dụng cụ thể.

Tại sao Perovskite lại thu hút sự quan tâm như vậy?

Perovskite sở hữu một số đặc tính nổi bật khiến nó trở thành ứng cử viên hàng đầu trong lĩnh vực năng lượng mặt trời:

• Hiệu suất chuyển đổi ánh sáng-điện cao: Perovskite có khả năng hấp thụ ánh sáng trên một dải bước sóng rộng và chuyển đổi hiệu quả ánh sáng đó thành điện năng. Hiệu suất của các tế bào pin perovskite đã đạt tới hơn 25%, ngang bằng với silicon truyền thống.

• Chi phí sản xuất thấp: Perovskite có thể được sản xuất bằng các phương pháp đơn giản, chẳng hạn như tráng phủ dung dịch, giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất so với các loại vật liệu pin mặt trời khác.

• Độ linh hoạt cao: Perovskite có thể được áp dụng trên nhiều bề mặt khác nhau, từ kính đến kim loại, 플라스틱, mở ra khả năng ứng dụng trong các thiết bị điện tử di động và các công trình kiến trúc thông minh.

Perovskite đang được ứng dụng trong những lĩnh vực nào?

Ngoài pin mặt trời, perovskite còn được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như:

• LED: Perovskite có thể được sử dụng làm lớp phát quang trong các diode phát sáng (LED) để tạo ra ánh sáng với độ tinh khiết cao và hiệu suất năng lượng cao.
• Laser: Perovskite có tiềm năng làm môi trường laser, cho phép tạo ra laser với bước sóng có thể điều chỉnh được, mở ra khả năng ứng dụng trong lĩnh vực y tế và thông tin liên lạc.
• Cảm biến: Perovskite nhạy cảm với ánh sáng, nhiệt độ và các chất hóa học khác, có thể được sử dụng để chế tạo các cảm biến chính xác và đáng tin cậy.

Vậy, liệu perovskite có thực sự là ngôi sao tiếp theo của ngành công nghiệp vật liệu hay không?

Mặc dù perovskite sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, nhưng vẫn còn một số thách thức cần phải được giải quyết trước khi nó có thể được thương mại hóa rộng rãi:

• Độ ổn định: Perovskite nhạy cảm với độ ẩm và nhiệt độ cao, dẫn đến suy giảm hiệu suất theo thời gian. Các nhà nghiên cứu đang tích cực tìm kiếm các phương pháp để tăng cường độ bền của perovskite.

• Độc tính: Một số thành phần của perovskite, chẳng hạn như lead, có thể gây độc hại cho con người và môi trường. Cần phải tìm kiếm các giải pháp thay thế an toàn hơn hoặc sử dụng các kỹ thuật xử lý thích hợp để giảm thiểu rủi ro.

Với sự quan tâm ngày càng lớn từ các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp, perovskite hứa hẹn sẽ là một vật liệu đột phá trong tương lai. Sự phát triển của công nghệ perovskite có thể dẫn đến việc sản xuất năng lượng sạch hiệu quả và chi phí thấp hơn, góp phần giải quyết các thách thức về biến đổi khí hậu và

năng lượng toàn cầu.