Công nghệ Bộ phát thụ động và Tiếp điểm phía sau (PERC) cùng với Giải pháp lưu trữ bằng pin Lithium-ion được vinh danh đặc biệt tại VinFuture 2023 với giải thưởng chính trị giá 3 triệu USD. Vậy công nghệ PERC trong pin năng lượng mặt trời có gì đột phá, hãy cùng tìm hiểu trong bài viết này.
Ảnh: Báo Nhân Dân
Giải thưởng chính của VinFuture 2023 là nhóm các công trình đột phá chung sức tạo nên cuộc cách mạng về năng lượng xanh bền vững cho thế giới hiện tại. Trong đó, GS. Martin Green cùng nhóm nghiên cứu với công nghệ Bộ phát thụ động và Tiếp điểm phía sau (PERC) đã phát triển và thúc đẩy hiệu suất chuyển đổi năng lượng từ 15% lên 25%, đồng thời đạt được hiệu quả ở cả những khu vực có điều kiện ánh sáng không thuận lợi.
Pin mặt trời PERC là gì?
PERC là viết tắt của “Passivated Emitter and Rear Cell”, được dịch sang tiếng Việt là “Bộ phát thụ động và Tiếp điểm phía sau” hay còn gọi công nghệ hấp thu năng lượng thụ động.
Cách hoạt động của tế bào PERC ra sao?
Công nghệ PERC về cơ bản vẫn sử dụng một tấm solar cell truyền thống, nhưng được bổ sung một lớp vào mặt sau của tế bào được gọi là lớp thụ động.
Dưới đây là 3 cách mà lớp thụ động bề mặt sau giúp tăng hiệu quả:
Phản xạ ánh sáng trở lại
Lớp thụ động hoạt động với chức năng của một chiếc gương phản chiếu ánh sáng đi qua tấm pin lần đầu tiên. Giúp cho ánh sáng được hấp thụ lần thứ 2 trên solar cell mang đến sự hấp thụ bức xạ mặt trời lớn hơn. Cùng một tế bào có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn, dẫn đến hiệu quả cao hơn.
Sự hấp thụ nhiệt bị giảm
Lớp thụ động trên tế bào PERC có một lợi ích khác là phản chiếu các bước sóng ánh sáng nhất định. Các tấm silicon của tế bào chỉ có thể hấp thụ ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 1180 nanomet. Trong một tế bào truyền thống, các bước sóng ánh sáng có bước sóng lớn hơn sẽ bị hấp thụ bởi lớp mặt sau phía sau của tế bào. Sự hấp thụ này tạo ra nhiệt, làm giảm hiệu suất của tế bào.
Lớp thụ động bề mặt sau của tế bào PERC được thiết kế để phản xạ các bước sóng ánh sáng có bước sóng lớn hơn. Điều này giúp ngăn chặn sự hấp thụ của chúng và giảm nhiệt, dẫn đến hiệu suất cao hơn.
Sự tái tổ hợp electron bị giảm
Cách thứ ba mà lớp thụ động mặt sau của tấm solar có thể làm là giảm “sự tái tổ hợp điện tử”. Các electron có xu hướng tái kết hợp và khi chúng xảy ra, nó chặn dòng electron tự do trong suốt làm giảm hiệu suất. Lớp thụ động được thêm vào trong solar cell PERC làm giảm sự tái tổ hợp điện tử và sự giảm này làm tăng hiệu quả.
Pin mặt trời đã tồn tại trong nhiều năm, nhưng các nhà sản xuất đều hướng đến mặt trước của tấm pin. Công nghệ PERC cho phép mặt sau đóng góp một vai trò đáng kể, cell pin hấp thụ nhiều ánh sáng hơn. Kể từ khi được sản xuất đại trà vào năm 2012, pin mặt trời sử dụng công nghệ PERC đã chiếm tới 60% thị phần thị trường pin mặt trời trên toàn thế giới.
Những lợi ích của công nghệ PERC là gì?
Công nghệ PERC mang lại nhiều lợi ích cho các tấm pin năng lượng mặt trời hiện nay. Lợi ích chính của PERC so với các loại solar cell truyền thống chính là giúp hấp thụ nhiều ánh sáng hơn, từ đó tạo ra nhiều năng lượng được lưu trữ sử dụng hơn. Mặc dù quá trình sản xuất có thể tăng thêm chi phí, nhưng hiệu quả đạt được là rất đáng kể.
Đặc biệt, PERC linh hoạt hơn trong điều kiện ánh sáng yếu hay cả những khu vực có nhiệt độ cao. Mật độ năng lượng hấp thụ cao hơn cho phép sử dụng ít tấm solar hơn cho cùng một sản lượng, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu. Đây là một lợi ích quan trọng đối với các dự án điện mặt trời sử dụng nhiều tấm solar hấp thu năng lượng, mang lại sự khác biệt lớn so với công nghệ cũ.
Quy trình sản xuất Solar cell PERC
Không có quá nhiều khác biệt sao với quá trình sản xuất thế bào truyền thống, các nhà sản xuất sử dụng công nghệ PERC sẽ cần bổ sung thêm hai bước áp dụng với mặt sau của cell solar. Bao gồm, bổ sung màng thụ động phía sau là một lớp thụ động điện môi, sau đó được khắc bằng hóa chất hoặc tia lase để mở các túi nhỏ trong lớp. Các túi này là thứ cho phép tấm pin hấp thụ nhiều ánh sáng hơn.
Với quá trình sản xuất tế bào PERC, dây chuyền sản xuất không cần đầu tư mới, mà chỉ cần bổ sung thêm nhằm giảm tối đa chi phí sản xuất. Ảnh trên so sánh các lớp tế bào trên solar cell truyền thống thông thường với solar cell sử dụng công nghệ PERC.
Những nhà sản xuất đang áp dụng công nghệ PERC
Các tế bào Mono PERC hiện nay là loại phổ biến và hiệu quả nhất. Những nhà sản xuất hàng đầu hiện nay như JinkoSolar, Q-cell, LONGi Solar và JA Solar … đều sử dụng cấu trúc tế bào PERC.
Q-cell là nhà sản xuất đầu tiên kết hợp công nghệ PERC vào các tế bào mulitcrystalline nhưng sử dụng tên Q.antum cho module PERC của họ. Jinko Solar gần đây công bố đã phá vỡ kỷ lục hiệu suất tấm năng lượng mặt trời với 22,04% được ghi nhận từ một tế bào silicon loại P.
Ảnh: Báo Nhân Dân
Bằng những thông tin trên, có thể thấy công nghệ PERC của GS. Martin Green cùng nhóm nghiên cứu mang đến nhiều tiến bộ vượt trội trong việc thu năng lượng xanh nhằm phục vụ nhiều nhu cầu về điện hiện nay như sản xuất, lắp ráp, công nghiệp cho đến sử dụng trong gia đình, góp phần giảm việc tiêu thụ năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt hiện nay.
TH (phapluatxahoi.kinhtedothi.vn)
