Nhóm nghiên cứu tại Đại học Hồng Kông do GS. Philip C.Y. Chow dẫn đầu, đã tạo bước đột phá lớn trong lĩnh vực pin mặt trời hữu cơ. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học Nature Communications, mở đường cho các giải pháp năng lượng mặt trời bền vững và khả thi hơn cho các ứng dụng hàng ngày.

Pin mặt trời hữu cơ (OPV) sử dụng chất bán dẫn polime tiết kiệm chi phí, có thể in được và thân thiện với môi trường với tiềm năng to lớn sản xuất năng lượng bền vững và tái tạo. Tuy nhiên, do polime mềm nên để chế tạo thiết bị OPV vừa có hiệu suất cao vừa hoạt động ổn định lâu dài vẫn là thách thức.

Các nhà khoa học Hồng Kông đã khắc phục được hạn chế này. Họ đã tập trung nghiên cứu vào Y6, loại phân tử mới nhận điện tử, khi được polime hóa, sẽ có triển vọng tạo ra các thiết bị OPV hiệu quả và ổn định. Thông qua nghiên cứu động lực truyền điện tích cực nhanh bằng cách sử dụng xung laser femto giây, các nhà khoa học lần đầu tiên đã phát hiện ra rằng việc kiểm soát mức độ kết tụ của các chất nhận Y6 polime hóa (Y6-PA) đóng vai trò quan trọng thúc đẩy sản xuất điện.

Nhóm nghiên cứu còn tiết lộ thêm rằng Y6-PA thể hiện khả năng hòa trộn với polime cho mạnh hơn so với các chất nhận phân tử nhỏ cùng loại. Điều đó cho phép hình thành mạng lưới thẩm thấu có kích thước nano tại bề mặt tiếp xúc dị thể, ngăn chặn sự kết tụ của các chất nhận Y6-PA. Hiện tượng thẩm thấu ở cấp độ nano không chỉ giúp tăng cường hiệu suất sản sinh điện tích mà còn cải thiện đáng kể tính ổn định của hình thái hỗn hợp polime, hạn chế sự suy giảm hiệu suất của thiết bị theo thời gian khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.

GS. Philip C.Y. Chow cho rằng: “Khám phá của chúng tôi mở ra những khả năng mới để phát triển các tấm pin mặt trời hiệu quả và ổn định dựa trên polime, mở đường cho các giải pháp năng lượng mặt trời bền vững và khả thi hơn, có thể được tích hợp vào trong môi trường của chúng ta, bao gồm cả các tòa nhà, xe cộ, sản phẩm điện tử và thậm chí cả quần áo".

N.P.D (NASATI), theo Sciencedaily, 5/2024