Trong vài chục năm gần đây, các hợp chất hữu cơ - vô cơ halogenua perovskite được các nhà khoa học nghiên cứu để tạo ra những tấm pin mặt trời tương lai.

Tuy nhiên, một nhược điểm nội tại đã hạn chế khả năng phát triển vật liệu này trong ứng dụng pin mặt trời: Perovskites thực chất không ổn định, hiệu suất giảm nhanh, khi tiếp xúc với độ ẩm và ánh sáng. Nguy hiểm hơn, khi loại vật liệu này xuống cấp có thể phân hủy thành một số sản phẩm nguy hiểm, chẳng hạn như chì và iốt chì gây hại cho môi trường.

Trước những hạn chế đó, các nhà khoa học tại Mỹ đã tạo ra một loại perovskite chacogenide không chì như một giải pháp thay thế để cung cấp pin mặt trời an toàn và hiệu quả hơn.

Trong nghiên cứu hiện tại, sử dụng phương pháp mô phỏng và máy tính, nhóm nghiên cứu phát hiện được sự xuống cấp chậm hơn của vật liệu petrovskite màng mỏng barium zirconium sulfide (BaZrS3) so với vật liệu tương đương có chứa chì (MAPbI3).

Theo các nhà khoa học, những mô phỏng cho thấy sự xuống cấp chậm hơn rất nhiều ở BaZrS3 do có hai yếu tố đặc trưng - tương tác yếu với nước và tốc độ di chuyển ion rất thấp.

Mô phỏng và tính toán cho thấy, các pin mặt trời BaZrS3 duy trì được 60% khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng sau 4 tuần trong điều kiện môi trường bình thường, các pin mặt trời sử dụng MAPbI3 tương tự cho thấy khả năng chuyển đổi giảm tới 95% chỉ sau 4 ngày.

Các dữ liệu thu được đã chứng minh tính ổn định vượt trội của BaZrS3 và củng cố khẳng định hiệu quả khi sử dụng loại vật liệu petrovskites trong quang điện tử, hơn nữa vật liệu không chứa chì, khi xuống cấp và phân hủy không gây độc hại trong điều kiện môi trường tiêu chuẩn.

Các tác giả của nghiên cứu khoa học cũng cho thấy, vật liệu này sản xuất rẻ hơn so với silicon và tin tưởng rằng petrovskites có thể sẽ là loại vật liệu tương lai tạo ra các pin mặt trời mới, chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng.

Thái An