Mặc dù pin quang điện silicon tinh thể và các loại pin mặt trời khác hoạt động hiệu quả, nhưng chi phí sản xuất cao và hiệu suất kém trong điều kiện ánh sáng yếu vẫn là những thách thức lớn.
Để khắc phục vấn đề này, các kỹ sư năng lượng tái tạo đang nỗ lực phát triển các loại pin mặt trời thay thế, trong đó có pin mặt trời perovskite. Đây là loại pin sử dụng vật liệu hấp thụ ánh sáng với cấu trúc tinh thể tương tự như khoáng chất canxi titanat (CaTiO₃) rất phổ biến hiện nay. Mặc dù pin mặt trời perovskite có hiệu suất chuyển đổi năng lượng tốt, nhưng chúng thường bị suy giảm nhanh chóng theo thời gian do các khuyết tật trên bề mặt.
Hiệu suất chuyển đổi và độ bền vẫn là những vấn đề mà các nhà khoa học muốn cải thiện cho pin mặt trời.
Gần đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Westlake (New Zealand), Đại học Chiết Giang và các viện nghiên cứu khác ở Trung Quốc đã giới thiệu một chiến lược thụ động hóa mới nhằm khắc phục các khuyết tật này. Được công bố trên tạp chí Nature Energy, nghiên cứu mới sử dụng dung môi cồn biến tính gọi là isopropanol flo giúp hạn chế các phản ứng hóa học không mong muốn giữa chất thụ động hóa và lớp perovskite.
Theo các tác giả Sisi Wang, Weizhong Tian và các đồng nghiệp, quá trình thụ động hóa khuyết tật bề mặt là yếu tố then chốt để cải thiện hiệu suất và độ ổn định của pin mặt trời perovskite. Họ nhấn mạnh rằng khả năng tái tạo và ứng dụng rộng rãi của công nghệ này vẫn chưa được khai thác đầy đủ, điều này gây cản trở cho việc sản xuất quy mô lớn.
Chiến lược thụ động hóa mới này không chỉ hiệu quả với nhiều loại pin mặt trời perovskite khác nhau mà còn dễ dàng tích hợp vào quy trình sản xuất hiện có. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng việc rửa perovskite bằng hỗn hợp dung môi fluorinated và isopropanol giúp loại bỏ hóa chất dư thừa, từ đó tăng cường tính đồng nhất của các lớp perovskite.
Khi áp dụng chiến lược này để chế tạo pin mặt trời, các nhà nghiên cứu nhận thấy hiệu suất chuyển đổi năng lượng của các pin này luôn đạt mức cao. Với khả năng tích hợp dễ dàng vào quy trình sản xuất hiện tại và đạt được kết quả nhất quán, chiến lược này có tiềm năng lớn trong việc sản xuất pin mặt trời perovskite quy mô lớn và tiết kiệm chi phí trong tương lai. Các nhóm nghiên cứu khác có thể áp dụng hoặc điều chỉnh chiến lược này để cải thiện tính đồng nhất và hiệu suất cho các loại pin mặt trời của riêng họ.
