Giảm lãng phí vật liệu và hạ giá thành của pin năng lượng mặt trời CIGS bằng công nghệ in phun

Xem với cỡ chữ : A- A A+
 Các kỹ thuật sản xuất pin năng lượng mặt trời truyền thống thường rất tốn thời gian và yêu cầu sử dụng hệ thống chân không đắt tiền hay các hóa chất độc hại. Việc sử dụng sự lắng của pha hơi để đặt các hóa chất như CIGS lên chất nền cũng lãng phí hầu hết vật liệu đắt tiền trong quy trình chế tạo pin. Lần đầu tiên, các nhà khoa học thuộc Đại học bang Oregon (OSU) đã nghiên cứu được một quy trình tạo ra pin mặt trời CIGS bằng công nghệ in phun, cho phép tạo mẫu chính xác, nhằm giảm lãng phí 90% vật liệu thô và giảm mạnh chi phí sản xuất pin mặt trời bằng các hợp chất tốt, đắt tiền.

 Các nhà nghiên cứu tập trung vào chancopirit hay “CIGS” tên viết tắt của các nguyên tố thành phần là đồng đỏ, indi, gali, và selen, do vật liệu này có hiệu suất năng lượng mặt trời cao. Một lớp chancopirit dày 1 hoặc 2µ có khả năng hấp thu năng lượng từ lượng tử ánh sáng hiệu quả bằng một lớp silicon dày 50 µ.

Các nhà khoa học có thể tạo ra một loại mực có thể in chancopirit lên chất nền bằng một thiết bị phun với hiệu suất chuyển hóa năng lượng khoảng 5%. Hiệu suất này chưa đủ cao để tạo ra pin mặt trời thương mại nhưng các nhà khoa học hy vọng sẽ đạt được hiệu suất 12% nếu tiếp tục nghiên cứu.
TS Ching-hung Chang thuộc Trường kỹ thuật Hóa học, sinh học và môi trường của OSU cho biết, đây là một công nghệ đầy hứa hẹn và sẽ trở thành một công nghệ quan trọng mới bổ sung vào lĩnh vực năng lượng mặt trời. Cho đến nay, chưa một nhà khoa học nào có khả năng tạo ra thiết bị mặt trời CIGS bằng công nghệ in phun.
Một trong những ưu điểm chính của ứng dụng này là nó có thể giảm mạnh việc lãng phí vật liệu, giúp việc tạo ra các pin mặt trời có tấm phim mỏng, giá thành cực thấp bằng các hợp chất đắt tiền trở nên khả thi.
Theo Chang, một số vật liệu cần cho pin mặt trời hiện đại nhất như indi có giá thành tương đối cao. Nếu sử dụng các vật liệu này, chúng ta sẽ hoàn toàn không muốn lãng phí chúng, và ứng dụng phun mực gần như loại bỏ được việc lãng phí vật liệu đắt tiền này.
Các kỹ sư cũng đang nghiên cứu một số hợp chất có thể được sử dụng trong công nghệ in phun để giảm thiểu chi phí hơn nữa. Nếu các vật liệu này có thể giảm được chi phí, các nha nghiên cứu cho biết, chúng cũng sẽ tạo ra một viễn cảnh chế tạo pin mặt trời trực tiếp được sử dụng để làm vật liệu xây mái nhà.
Nghiên cứu của nhóm kỹ sư được công bố trên tạp chí Solar Energy Materials and Solar Cells và đã được đăng ký bằng sáng chế.

Các tin khác