Gửi bình luận
“Hai oxit của đồng và sắt khi kết hợp với nhau sẽ tạo ra bán dẫn loại p cấu trúc dạng lớp Delafossite, trong khi đó oxit của kẽm pha tạp với nhôm sẽ tạo ra bán dẫn loại n. Và khi hai loại bán dẫn này chồng lên nhau sẽ tạo ra pin Mặt trời, có khả năng chế tạo diện tích lớn trên đế kính hoặc đế kim loại với chi phí rất thấp”, PGS.TS Nguyễn Trần Thuật cho biết.
 |
Sản phẩm pin Mặt trời màng mỏng hiệu suất cao. |
Chia sẻ về những công việc hàng ngày của nhà khoa học trẻ, PGS.TS Nguyễn Trần Thuật cho rằng, “đối với nghiên cứu khoa học hãy mạnh dạn thử sức, dám nghĩ dám làm rồi chắc chắn bạn sẽ thấy được nhiều điều thú vị trong nghiên cứu. Với tôi, nghiên cứu và định hướng nghiên cứu là công việc có nhiều tính sáng tạo, có thể không nhất thiết định hướng thế nào thì ta sẽ tới đích như vậy”.
Dự định là như vậy, tuy nhiên, khi thực hiện chế tạo pin Mặt trời, các nhà khoa học gặp nhiều khó khăn. Khó khăn đầu tiên là việc thiết lập quy trình chế tạo vì khi đó cơ sở vật chất và máy móc mới xong, nhóm nghiên cứu phải làm từ trạng thái nguyên thủy nhất.
Tiếp theo mới là khó khăn về mặt chuyên môn. Là nhà khoa học có nhiều kinh nghiệm chế tạo pin Mặt trời trên phiến silic và màng mỏng silic từ trước, nhưng khi chuyển sang bán dẫn oxit thì vẫn phải nghiên cứu lại từ đầu.
Để tăng hiệu suất cho pin Mặt trời, PGS.TS Nguyễn Trần Thuật đưa thêm một ý tưởng nhỏ, tạo một lớp đệm bán dẫn loại p nữa giữa lớp bán dẫn hợp chất oxit đồng nhôm với điện cực kim loại.
Lớp đệm này có vai trò là lớp chặn khiến chỉ một loại hạt tải điện đi qua, khuyến khích việc phân ly hạt tải và tăng đuợc hiệu suất của pin Mặt trời. Mặc dù chưa thể đi đến quy trình công nghệ chế tạo pin Mặt trời ổn định với quy mô lớn, nhưng những nghiên cứu tiếp theo của vật liệu hợp chất oxit Delafossite lại đem đến nhiều hướng phát triển hơn, đặc biệt là tính chất nhiệt điện trở của loại vật liệu này.
Để làm pin Mặt trời màng mỏng, khó khăn là các hệ thống máy móc hiện có chưa đáp ứng hoàn toàn đòi hỏi kỹ thuật, đặc biệt là cần phải chế tạo các màng mỏng bán dẫn khác nhau mà không đựợc đưa ra khỏi môi truờng chân không.
Do đó, mong muốn cao nhất của PGS.TS Nguyễn Trần Thuật là có thể kết hợp được với những đối tác có sẵn cơ sở vật chất để thực hiện tiếp, hoặc chuyển giao công nghệ, lập phương án chuyển nhượng sở hữu trí tuệ cho các đối tác muốn nhận.
Nếu được áp dụng thành công tại quy mô chế tạo công nghiệp, nghiên cứu này cho phép chế tạo pin Mặt trời trên đế kính hoặc đế kim loại với diện tích lớn (ví dụ với khổ từ 2m2 đến 4m2).
Nhờ sử dụng những kim loại rẻ tiền như đồng, sắt, có thể thay thế bởi các kim loại hóa trị 3 khác như nhôm, kẽm, chi phí nguyên liệu thô gần như bằng 0. Khi đó chi phí để tạo ra thành phẩm chỉ là chi phí quy trình, ví dụ như khấu hao tài sản các máy móc chân không sử dụng hay điện nuớc và nhân lực vận hành.
So với các loại pin Mặt trời màng mỏng khác như silic vô định hình thì pin Mặt trời đề cập trong giải pháp hữu ích sử dụng nguồn nguyên vật liệu rẻ hơn, còn so với các pin Mặt trời dạng CIGS, CdTe thì chúng lại không dùng các nguyên tố độc hại và đắt tiền. Như vậy khi so sánh trong các truờng hợp thì pin Mặt trời trong giải pháp hữu ích đều có lợi thế cạnh tranh riêng cho việc ứng dụng thực tiễn.
