Nhằm đạt được các mục tiêu về năng lượng tái tạo, Nhật Bản đang đầu tư mạnh vào một tấm pin năng lượng mặt trời thế hệ mới với các đặc tính vượt trội là siêu mỏng và siêu linh hoạt.
Các tấm quang năng dẻo làm bằng perovskite là lựa chọn hoàn hảo cho một quốc gia có nhiều địa hình đồi núi như Nhật Bản, nơi thiếu hụt diện tích đất bằng phẳng cho các trang trại điện mặt trời truyền thống.
Ngoài ra, một thành phần quan trọng của các tấm pin này là i-ốt – một loại nguyên liệu mà Nhật Bản sản xuất nhiều hơn bất kỳ quốc gia nào khác trên thế giới, chỉ đứng sau Chile.
Tuy nhiên, điểm trừ là các tấm pin perovskite chứa chì độc hại, và hiện tại, sản xuất ít điện năng hơn và có tuổi thọ ngắn hơn so với các tấm pin làm bằng silicon truyền thống.
Ảnh minh họa.
Mặc dù vậy, với việc công nghệ đang phát triển nhanh chóng, những điều này không thể làm Nhật Bản lùi bước. Chính phủ Nhật Bản đang đưa ra các ưu đãi hào phóng để tăng tốc quá trình áp dụng tấm pin năng lượng mặt trời thế hệ mới.
Đáng chú ý là khoản trợ cấp 157 tỷ Yên (1 tỷ USD) cho nhà sản xuất nhựa Sekisui Chemical để xây dựng một nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời perovskite đủ để tạo ra 100 MW điện vào năm 2027, cung cấp điện cho 30.000 hộ gia đình.
Đến năm 2040, Nhật Bản đặt mục tiêu lắp đặt đủ tấm pin perovskite để tạo ra 20 GW điện, tương đương với việc xây dựng thêm khoảng 20 lò phản ứng hạt nhân. Điều này sẽ giúp "xứ sở mặt trời mọc" đạt được mục tiêu năng lượng tái tạo đáp ứng tới 50% nhu cầu điện vào năm 2040.
Trong số này, năng lượng mặt trời, bao gồm cả pin perovskite và pin silicon, được lên kế hoạch đáp ứng tới 29% tổng nhu cầu điện của đất nước vào thời điểm đó, tăng mạnh so với mức 9,8% vào năm 2023.
Tấm pin năng lượng mặt trời silicon được làm từ các tấm wafer mỏng, sau đó được chế tạo thành các tế bào pin tạo ra điện. Chúng phải được bảo vệ bằng các tấm kính cường lực và khung kim loại, khiến sản phẩm cuối cùng trở nên nặng nề và cồng kềnh.
Trong khi đó, pin perovskite được tạo ra bằng cách in hoặc sơn các thành phần như i-ốt và chì lên các bề mặt như màng phim hoặc tấm kính. Sản phẩm cuối cùng có thể chỉ dày 1 milimét và nặng bằng 1/10 trọng lượng của pin silicon thông thường.
"Để tăng lượng năng lượng tái tạo và đạt được mức trung hòa carbon, tôi nghĩ chúng ta sẽ phải huy động tất cả các công nghệ hiện có", ông Hiroshi Segawa, chuyên gia về công nghệ năng lượng mặt trời thế hệ tiếp theo tại Đại học Tokyo, cho biết.
"Các tấm pin năng lượng mặt trời perovskite có thể được sản xuất trong nước, từ nguyên liệu thô, sản xuất đến lắp đặt. Theo nghĩa đó, chúng có thể đóng góp đáng kể vào an ninh năng lượng và an ninh kinh tế", ông nói.
Một ví dụ tiêu biểu có thể kể đến là sáng kiến phát triển và trình diễn công nghệ năng lượng mặt trời perovskite do 3 công ty Nhật Bản phối hợp thực hiện tại bến tàu Osanbashi, thành phố Yokohama trong điều kiện gió và không khí mặn.
Các dự án khác trong sáng kiến này sẽ thử nghiệm việc sử dụng tấm pin perovskite trên mái nhà lượn sóng, mái tôn, và dự án thứ ba sẽ thử nghiệm các tấm pin này trên các kết cấu khung nhẹ, chẳng hạn như lều hoặc nhà kính dạng polytunnel. Hiệu suất mục tiêu của tấm pin perovskite là 20% và tuổi thọ mục tiêu là 15 năm.
Mục tiêu của chuỗi thử nghiệm là hướng đến mục tiêu hiện thực hóa việc sản xuất điện mặt trời trên 90% mái nhà ở Nhật Bản không thể lắp đặt tấm pin silicon cồng kềnh thông thường, cũng như giảm thiểu việc sử dụng các nguồn nhiêu liệu phát thải carbon của các cảng biển, tàu thuyền và xe tải.
Minh Đức (Theo Japan Times, Perovskite Info)
