Phát minh từ ĐH Manchester có thể rung chuyển ngành pin mặt trời truyền thống toàn cầu

Pin mặt trời perovskite mới siêu bền: Giữ tới 95% hiệu suất sau 1.100 giờ hoạt động liên tục ở nhiệt độ cao 85°C, đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên đến 25,4% — mở đường đưa công nghệ giá rẻ này ra thị trường đại chúng toàn cầu.

Các nhà khoa học thuộc Đại học Manchester (Anh), do Giáo sư Thomas Anthopoulos dẫn đầu, vừa tạo ra bước đột phá lớn khi chế tạo thành công một vật liệu dùng cho pin mặt trời perovskite vừa mạnh mẽ vừa cực kỳ bền bỉ, chịu được cái nóng gay gắt của mặt trời mà không bị hỏng nhanh.

Họ đã phát minh ra một loại "keo phân tử" đặc biệt (gọi là amidinium ligands) để dán và làm phẳng bề mặt perovskite. Loại keo này loại bỏ hoàn toàn các khuyết điểm siêu nhỏ trước đây khiến năng lượng bị thất thoát và vật liệu nhanh chóng bị phân hủy.

Kết quả thử nghiệm ấn tượng:

- Hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện đạt 25,4% — mức rất cao trong dòng perovskite.

- Sau hơn 1.100 giờ hoạt động liên tục, pin vẫn giữ được hơn 95% hiệu suất ban đầu.

- Đặc biệt, chúng vẫn ổn định tuyệt đối ở nhiệt độ 85°C — mức nhiệt mà hầu hết các phiên bản perovskite truyền thống sẽ nhanh chóng hỏng.

Thế giới đua cùng perovskite

Perovskite từ lâu được xem là "ngôi sao sáng" thay thế silicon truyền thống: Mỏng, nhẹ, linh hoạt, giá thành rẻ hơn nhiều và có thể in trực tiếp lên bề mặt cong. Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất luôn là độ bền — các phiên bản cũ chỉ dùng được vài ngày đến vài tuần là bị hỏng do nhiệt, ánh sáng và các khuyết tật vi mô làm rò rỉ điện.

Giải pháp mới này tạo ra một lớp bảo vệ siêu mỏng, ổn định (low-dimensional layers) bao bọc lớp perovskite 3D thông thường, giúp điện chạy mượt mà hơn và ngăn vật liệu bị phân hủy sớm.

Giáo sư Anthopoulos chia sẻ: "Pin mặt trời perovskite được coi là giải pháp thay thế rẻ hơn, nhẹ hơn, linh hoạt hơn so với tấm pin silicon truyền thống, nhưng chúng luôn gặp khó khăn về độ bền lâu dài. Loại amidinium ligands mà chúng tôi phát triển, cùng với những hiểu biết mới, cho phép kiểm soát việc tạo ra các lớp perovskite chất lượng cao và cực kỳ ổn định. Đây có thể là bước vượt qua rào cản cuối cùng, giúp công nghệ này đủ bền để triển khai quy mô lớn".

Công nghệ này còn mở ra tiềm năng khổng lồ cho năng lượng tái tạo: Pin perovskite có thể được in lên cửa sổ cong, đồ cắm trại siêu nhẹ, thậm chí cả vải quần áo!

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học danh tiếng Science vào ngày 8 tháng 1 năm 2026. Đây thực sự là một bước tiến lớn hướng tới pin mặt trời giá rẻ, bền bỉ và thân thiện hơn với môi trường trong tương lai gần.

Cuộc đua thương mại hóa công nghệ perovskite đã tăng tốc nhanh chóng trong những năm gần đây.

Đơn cử, các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc gần đây đã giới thiệu phương pháp chụp ảnh điện ba chiều vào tháng 12/2025.

Nó cho phép quan sát trực tiếp sự di chuyển của các hạt tải điện trong màng perovskite, cung cấp bản đồ độ phân giải cao về hành vi điện bên trong. Hình ảnh này có thể giúp các nhà nghiên cứu xác định và loại bỏ các khuyết tật bên trong tiềm ẩn, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể của vật liệu.