Các nhà khoa học của NREL Joey Luther và Erin Sanehira là một thành viên của nhóm đã giúp NREL đạt được kỷ lục về hiệu suất là 13,4% đối với một pin mặt trời lượng tử.
Các nhà khoa học của NREL Joey Luther và Erin Sanehira là một thành viên của nhóm đã giúp NREL đạt được kỷ lục về hiệu suất là 13,4% đối với một pin mặt trờilượng tử.
Các nhà khoa học của NREL Joey Luther và Erin Sanehira là một thành viên của nhóm đã giúp NREL đạt được kỷ lục về hiệu suất là 13,4% đối với một pin mặt trời lượng tử.
Tại phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) thuộc Bộ năng lượng Hoa Kỳ đã thiết lập một kỷ lục thế giới mới về năng lượng mặt trời, với mức 13,4%.
Các chấm lượng tử keo là các vật liệu điện tử và vì kích thước nhỏ đáng kinh ngạc của chúng (thường khoảng 3-20 nanomet) có các tính chất quang học hấp dẫn. Các tế bào năng lượng mặt trời chấm lượng tử xuất hiện trong năm 2010 như là công nghệ mới nhất trên một biểu đồ NREL theo dõi những nỗ lực nghiên cứu để biến ánh sáng mặt trời thành điện năng với hiệu quả ngày càng cao.
Các tế bào năng lượng mặt trời đầu dò chì đầu tiên có hiệu suất 2,9%. Kể từ đó, các cải tiến đã đẩy số đó thành hai con số cho sulfide chì đạt kỷ lục 12% vào năm ngoái do Đại học Toronto. Sự cải thiện từ hiệu quả ban đầu đến kỷ lục trước đó là từ sự hiểu biết tốt hơn về sự kết nối giữa các chấm lượng tử riêng lẻ, cấu trúc thiết bị tổng thể tốt hơn và giảm khuyết tật trong các chấm lượng tử.
Sự phát triển gần đây nhất của các tế bào năng lượng tử lượng tử chấm xuất phát từ một vật liệu lượng tử khác hoàn toàn khác. Nhà lãnh đạo cho biết chấm lượng tử mới là dẫn xuất xêzi triiodide (CsPbI3), và nằm trong nhóm các vật liệu perovskite halogen mới xuất hiện gần đây. Ở dạng chấm lượng tử, CsPbI3 tạo ra một điện áp lớn đặc biệt (khoảng 1,2 V) ở mạch mở.
Joseph Luther, nhà khoa học và nhà nghiên cứu cao cấp của nhóm nghiên cứu thuộc nhóm Vật liệu hoá học và Nano thuộc NREL cho biết: “Điện áp này, cùng với bandgap của vật liệu, làm cho chúng trở thành ứng cử viên lý tưởng cho lớp trên cùng trong một pin mặt trời đa năng. Các tế bào đầu phải có hiệu suất cao nhưng trong suốt ở các bước sóng dài hơn để cho phép phần ánh sáng mặt trời đó đạt được các lớp thấp hơn. Các tế bào song song có thể mang lại hiệu quả cao hơn so với các tấm pin mặt trời silic thông thường đang chiếm lĩnh thị trường năng lượng mặt trời ngày nay.
Tiến trình mới nhất này, có tiêu đề “Các chấm lượng tử tăng cường CsPbI3 cho các tế bào quang điện hiệu suất cao, hiệu suất cao” được công bố trong tạp chí Science Advances. Bài báo này là đồng tác giả của Erin Sanehira, Ashley Marshall, Jeffrey Christian, Steven Harvey, Peter Ciesielski, Lance Wheeler, Philip Schulz, và Matthew Beard, tất cả đều thuộc NREL; và Lih Lin từ Đại học Washington.
Phương pháp đa giao thức thường được sử dụng cho các ứng dụng không gian có hiệu quả cao là quan trọng hơn chi phí để tạo ra một mô-đun năng lượng mặt trời. Các tài liệu perovskite của hạt nhân lượng tử phát triển bởi Luther và nhóm nghiên cứu NREL / University of Washington có thể được kết hợp với vật liệu perovskite màng mỏng rẻ tiền để đạt được hiệu quả tương tự như các tế bào năng lượng mặt trời nhưng được xây dựng với chi phí thấp hơn công nghệ silic một công nghệ lý tưởng cho cả ứng dụng mặt đất và không gian.
Erin Sanehira, tiến sĩ nghiên cứu tại NREL, nói: “Thường thì các vật liệu được sử dụng trong không gian và các ứng dụng trên mái nhà là hoàn toàn khác nhau. Erin Sanehira, tiến sĩ nghiên cứu tại NREL, cho biết:” Thật thú vị khi thấy các cấu hình có thể sử dụng cho cả hai tình huống.
