Phát minh từ Đại học Manchester có thể làm thay đổi ngành pin mặt trời toàn cầu
Một đột phá công nghệ pin mặt trời perovskite vừa được công bố bởi các nhà khoa học Đại học Manchester (Anh) đang thu hút sự chú ý lớn của giới khoa học và ngành năng lượng tái tạo toàn cầu. Công nghệ mới này không chỉ đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên tới 25,4%, mà còn cho thấy độ bền vượt trội, mở ra cơ hội thương mại hóa pin mặt trời giá rẻ trong tương lai gần.
Pin mặt trời perovskite mới: Hiệu suất cao, độ bền kỷ lục
Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Thomas Anthopoulos dẫn đầu đã phát triển thành công một vật liệu perovskite thế hệ mới có khả năng hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt. Trong các thử nghiệm thực tế, pin mặt trời perovskite này vẫn giữ được hơn 95% hiệu suất ban đầu sau 1.100 giờ vận hành liên tục ở nhiệt độ 85°C – mức nhiệt mà các phiên bản perovskite trước đây thường nhanh chóng suy giảm hoặc hư hỏng.
Kết quả này được xem là bước tiến lớn, bởi độ bền chính là rào cản lớn nhất ngăn pin perovskite cạnh tranh trực tiếp với pin silicon truyền thống suốt nhiều năm qua.
“Keo phân tử” – chìa khóa giải quyết điểm yếu cố hữu của perovskite
Điểm đột phá của nghiên cứu nằm ở việc phát minh ra một loại “keo phân tử” đặc biệt, còn gọi là amidinium ligands. Chất này giúp liên kết, làm phẳng và ổn định bề mặt perovskite ở cấp độ vi mô, loại bỏ các khuyết tật siêu nhỏ – nguyên nhân chính gây thất thoát năng lượng và khiến vật liệu nhanh bị phân hủy.
Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu còn tạo ra một lớp bảo vệ siêu mỏng, ổn định (low-dimensional layers) bao bọc cấu trúc perovskite 3D truyền thống. Cách tiếp cận này giúp dòng điện di chuyển mượt mà hơn, đồng thời ngăn chặn sự suy giảm vật liệu dưới tác động của nhiệt và ánh sáng mạnh.
Vì sao pin mặt trời perovskite được xem là “ngôi sao” tương lai?
Trong nhiều năm qua, pin mặt trời perovskite được đánh giá là ứng viên thay thế pin silicon nhờ hàng loạt ưu điểm:
-
Mỏng và nhẹ hơn đáng kể
-
Linh hoạt, có thể in lên bề mặt cong
-
Chi phí sản xuất thấp hơn
-
Hiệu suất ngày càng tiệm cận, thậm chí vượt pin silicon
Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của perovskite là tuổi thọ ngắn, chỉ vài ngày đến vài tuần trong điều kiện thực tế. Phát minh từ Đại học Manchester được xem là lời giải quan trọng giúp công nghệ này vượt qua rào cản độ bền, tiến gần hơn tới ứng dụng quy mô lớn.
Giáo sư Anthopoulos cho biết:
“Pin mặt trời perovskite từ lâu được xem là giải pháp rẻ hơn, nhẹ hơn và linh hoạt hơn so với pin silicon. Với amidinium ligands và những hiểu biết mới về cấu trúc vật liệu, chúng tôi có thể kiểm soát chất lượng các lớp perovskite ổn định vượt trội. Đây có thể là bước ngoặt giúp công nghệ này đủ bền để triển khai thương mại.”
Mở ra kỷ nguyên ứng dụng mới cho năng lượng tái tạo
Nhờ độ bền và tính linh hoạt cao, pin perovskite thế hệ mới có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực chưa từng khả thi trước đây như:
-
Cửa sổ phát điện trong các tòa nhà
-
Tấm pin siêu nhẹ cho đồ cắm trại, thiết bị di động
-
Pin mặt trời tích hợp trên quần áo, balo hoặc vật liệu xây dựng
Những ứng dụng này hứa hẹn thúc đẩy mạnh mẽ năng lượng tái tạo phân tán, đặc biệt tại các đô thị lớn.
Cuộc đua thương mại hóa pin perovskite đang tăng tốc
Nghiên cứu của Đại học Manchester đã được công bố trên tạp chí khoa học danh tiếng Science vào ngày 8/1/2026, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực pin mặt trời.
Song song đó, nhiều quốc gia – đặc biệt là Trung Quốc – cũng đang đẩy mạnh nghiên cứu perovskite. Cuối năm 2025, các nhà khoa học Trung Quốc đã giới thiệu công nghệ chụp ảnh điện ba chiều, cho phép quan sát trực tiếp chuyển động của hạt tải điện trong màng perovskite, từ đó xác định và loại bỏ các khuyết tật tiềm ẩn nhằm nâng cao hiệu suất tổng thể.
Kết luận
Phát minh pin mặt trời perovskite siêu bền từ Đại học Manchester có thể trở thành bước ngoặt làm thay đổi cục diện ngành pin mặt trời toàn cầu. Nếu được thương mại hóa thành công, công nghệ này sẽ góp phần giảm chi phí điện mặt trời, thúc đẩy quá trình chuyển dịch sang năng lượng sạch và bền vững trên toàn thế giới.
