Nhật Bản đang chứng kiến sự chuyển đổi lớn trong lĩnh vực năng lượng tái tạo nhờ vào công nghệ pin năng lượng mặt trời perovskite.
Theo kế hoạch năng lượng sửa đổi, pin năng lượng mặt trời perovskite đã được đưa vào Mục 0, với mục tiêu đạt công suất 20 gigawatt – tương đương 20 lò phản ứng hạt nhân – vào năm 2040. Chiến lược này phù hợp với cam kết giảm phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 của "xứ sở mặt trời mọc".
Nhật Bản sở hữu lợi thế khi là nhà sản xuất iốt lớn thứ hai thế giới – một thành phần quan trọng trong chế tạo pin năng lượng mặt trời perovskite. Điều này giúp quốc gia Đông Á đảm bảo chuỗi cung ứng độc lập, nâng cao an ninh kinh tế và giảm phụ thuộc vào nhập khẩu.
Dù từng dẫn đầu thị trường pin năng lượng mặt trời, Nhật Bản đã mất lợi thế khi thị phần giảm xuống dưới 1% do sự cạnh tranh mạnh mẽ từ các nhà sản xuất Trung Quốc.
Tuy nhiên, pin năng lượng mặt trời perovskite mang đến cơ hội để Nhật Bản giành lại vị thế. Với sự hỗ trợ của chính phủ, Sekisui Chemical Co. đang phát triển các module perovskite tiên tiến, dự kiến sẽ thâm nhập sâu hơn vào thị trường vào những năm 2030.
Pin năng lượng mặt trời perovskite phù hợp với cam kết giảm phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Ảnh: JapanGov
Pin năng lượng mặt trời perovskite có tiềm năng định hình lại phương thức và địa điểm thu năng lượng mặt trời, đặc biệt tại các khu vực đô thị đông đúc như Nhật Bản – nơi không gian lắp đặt pin mặt trời truyền thống bị hạn chế.
Nhờ tính linh hoạt và khả năng thích ứng cao, pin năng lượng mặt trời perovskite có thể được tích hợp vào các bề mặt đô thị như tường tòa nhà, cửa sổ, mái xe hơi hay cột đèn đường. Điều này tối ưu hóa khả năng thu năng lượng mà không cần diện tích lớn.
Ngoài ra, pin năng lượng mặt trời perovskite còn hỗ trợ phát triển các hệ thống năng lượng lai giữa điện mặt trời và điện gió, giúp nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng tái tạo. Dù còn tồn tại thách thức về độ bền và chi phí ban đầu cao, công nghệ này đang được cải tiến với dự báo giá thành giảm xuống 10 yên/W (tương đương 1.700 đồng/W) vào năm 2040.
Kể từ sau thảm họa hạt nhân năm 2011, ngành năng lượng mặt trời tại Nhật Bản đã phát triển mạnh mẽ. Tỉ trọng điện mặt trời trong tổng sản lượng quốc gia đã tăng từ 1,9% vào năm 2014 lên gần 10% hiện nay.
Nhật Bản đặt mục tiêu nâng tỉ lệ tiêu thụ năng lượng tái tạo lên 36-38% vào năm 2030, với kỳ vọng pin năng lượng mặt trời perovskite sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc hiện thực hóa mục tiêu này vào năm 2040.
Dự báo cho thấy chi phí cho pin năng lượng mặt trời perovskite sẽ giảm xuống còn 20 yên/W (tương đương 3.400 đồng/W) vào năm 2025, giúp mở rộng ứng dụng và phổ cập công nghệ này.
Pin năng lượng mặt trời Perovskite
Pin năng lượng mặt trời Perovskite là một công nghệ mới trong lĩnh vực quang năng, sử dụng các tinh thể perovskite như vật liệu chính để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.
Perovskite là một loại cấu trúc tinh thể đặc biệt, được đặt tên theo nhà khoa học Lev Perovski, người đã khám phá ra chúng vào thế kỷ 19. Đặc điểm quan trọng của perovskite là khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh mẽ và tốc độ chuyển đổi năng lượng nhanh chóng.
Với việc sử dụng tinh thể perovskite làm vật liệu chính, các pin năng lượng mặt trời perovskite có thể đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn so với các công nghệ pin mặt trời truyền thống như silicon.
Hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao này nghĩa là pin perovskite có khả năng hấp thụ và biến đổi năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành điện năng một cách hiệu quả hơn.
Một trong những điểm mạnh của công nghệ pin năng lượng mặt trời perovskite là khả năng sản xuất dễ dàng và độ linh hoạt cao.
Các tinh thể perovskite có thể được tạo thành từ dung dịch và quá trình sản xuất pin năng lượng mặt trời có thể thực hiện trên các bề mặt linh hoạt như nhựa, giấy hoặc vải.
Điều này mở ra nhiều khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực như điện tử linh hoạt, thiết bị di động và các công trình kiến trúc sáng tạo.
Minh Đức (T/h)
