TS. Dương Thanh Tùng cùng nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến (AIST) đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu dẫn điện tử ETM và dẫn lỗ trống HTM mới giúp cải thiện hiệu năng và giá thành pin mặt trời Perovskite” từ năm 2016 đến năm 2019.

Đề tài nhằm thực hiện các mục tiêu sau:

a) Về cải tiến cấu trúc pin mặt trời: sử dụng vật liệu nano TiO₂ cấu trúc cầu rỗng, giải pháp này nhằm tăng khả năng hấp thụ ánh sáng của lớp nhạy quang và nâng cao hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin sử dụng các vật liệu nano mới.

b) Về cải tiến giảm giá thành chế tạo: chúng tôi nghiên cứu sử dụng vật liệu nano carbon, Polyaniline, Polypyrrole thay thế cho các vật liệu đắt tiền như spiro-ometad, Au nhằm giảm giá thành chế tạo pin mặt trời dang màng mỏng dựa trên vật liệu Perovskite.

c) Về phương pháp chế tạo pin: Các phương pháp gạt phủ, in phun, nhúng phủ ở nhiệt độ và áp suất phòng được nghiên cứu sử dụng thay thế cho các phương pháp đòi hỏi thiết bị đắt tiền và quy mô phòng thí nghiệm như quay phủ, bốc bay ở chân không cao…

Một số kết quả nổi bật của đề tài nghiên cứu:

- Đã phát triển được phương pháp phun phủ CNC (sử dụng đầu phun gắn lên khung máy CNC) chế tạo màng mỏng ở điều kiện phòng. Kết quả cho thấy, màng chế tạo được có độ đồng đều cao. Sự khác biệt giữa các mẫu chế tạo ở cùng một điều kiện là nhỏ. Đây là phương pháp mới chưa thấy có trong các công bố quốc tế khác.

- Pin mặt trời cấu trúc FTO/TiO₂/CH₃NH₃Pb_I3/C có hiệu suất chuyển đổi quang - điện lên đến 10.51%. Khi được đặt trong môi trường khí trơ (Ar) độ suy giảm hiệu suất là nhỏ, hiệu suất của pin duy trì được trên 90 % trong 2 tuần. Các kết quả chính được thể hiện qua hai công trình đăng trên tạp chí ISI uy tín: Journal of Material Science: Material in Electronic và Current Applied Physics.

- Các cấu trúc pin mới như FTO/TiO₂/CH₃NH₃PbI₃/PANI, FTO/TiO₂/CH₃NH₃PbI₃/PPy cần có thêm thời gian để khảo sát và điều chỉnh.

- Việc sử dụng vật liệu các bon thay thế cho vật liệu đắt tiền như Spiro-Ometad và Au giúp giảm giá thành đáng kể việc chế tạo loại pin mặt trời này. Mặc dù hiệu suất của pin vẫn thấp hơn so với vật liệu cũ, song đây là một hướng tiếp cận mới mẻ và nhiều tiềm năng nếu cải thiện được độ dẫn điện của màng các bon.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 16820/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)