Trung Quốc đang dẫn đầu trong lĩnh vực đăng ký bằng sáng chế cho pin mặt trời thế hệ mới perovskite. Theo Nikkei, từ năm 2020, thống kê hàng năm cho thấy Trung Quốc luôn đứng đầu thế giới về số lượng bằng sáng chế về pin mặt trời perovskite hiệu suất cao, có khả năng uốn cong.
Năm 2021, Trung Quốc đăng ký 70 bằng sáng chế. Đây là con số rất ấn tượng khi so sánh với các quốc gia khác. Điển hình, Hàn Quốc chỉ có 39 bằng sáng chế được cấp và Nhật Bản, quốc gia vốn luôn dẫn đầu về tổng số sáng chế trong lĩnh vực này trong 20 năm, chỉ có thêm 19 bằng sáng chế được đăng ký mới cùng năm.
Ngoài ra, Trung Quốc cũng chiếm ưu thế về số lượng báo cáo khoa học liên quan đến perovskite. Theo đánh giá của Nikkei, nếu tiếp tục phát triển như hiện nay, Trung Quốc sẽ nhanh chóng chiếm ưu thế trong lĩnh vực pin ứng dụng công nghệ mới.
Các tấm pin sử dụng perovskite giúp tối ưu hóa diện tích lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời và có chi phí sản xuất thấp hơn so với silicon truyền thống.
Mặc dù Trung Quốc đang có những bước tiến lớn trong nghiên cứu, nhưng vẫn chưa vượt qua được Nhật Bản về khả năng sản xuất. Nhật Bản hiện sở hữu ba trong số 10 công ty hàng đầu về pin mặt trời perovskite, với các sản phẩm như của Panasonic được đánh giá cao về tỷ lệ chuyển đổi quang điện và khả năng tích hợp trực tiếp vào cửa sổ ngôi nhà.
Các công ty Nhật Bản như Sekisui Chemical cũng đang phát triển chất liệu để bảo vệ pin khỏi tác động của môi trường, dự kiến chuyển giao vào năm sau. Trong khi đó, Trung Quốc chiếm lĩnh thị trường pin quang điện với 80% sản lượng toàn cầu và ảnh hưởng lớn đến chuỗi cung ứng, sản xuất 85% thành phần pin và 88% polysilicon. Thế giới đang chuyển từ năng lượng hóa thạch sang năng lượng tái tạo, và Trung Quốc đang đóng vai trò quan trọng trong xu hướng này.
Perovskite Top of Form
Perovskite là một loại cấu trúc tinh thể có công thức hóa học chung là ABX₃, trong đó các nguyên tố A và B thường là kim loại và X thường là một nguyên tử halogen như clor, brom, hoặc iod. Cấu trúc tinh thể perovskite được mô tả bởi cấu trúc ABX₃ trong đó ion B+ có kích thước tương đối lớn nằm ở trung tâm của các lập phương góc với các ion X-.
Các vật liệu perovskite được quan tâm đặc biệt trong lĩnh vực năng lượng mặt trời, điện tử và quang học do các tính chất đặc biệt của chúng, bao gồm:
- Năng Lượng Mặt Trời: Perovskite đã trở thành vật liệu tiềm năng trong việc phát triển các tế bào quang điện mặt trời. Chúng có khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng hiệu quả cao và giá thành thấp hơn so với nhiều vật liệu khác.
- Quang Học: Perovskite có khả năng phát quang, và các ứng dụng trong đèn LED và laser đã được nghiên cứu. Sự linh hoạt và dễ điều chỉnh của cấu trúc perovskite làm cho chúng trở thành ứng cử viên hứa hẹn trong nhiều ứng dụng quang học.
- Điện Tử: Perovskite cũng có ứng dụng trong lĩnh vực điện tử, chẳng hạn như việc phát triển transistor và thiết bị điện tử linh hoạt.
Tuy nhiên, mặc dù perovskite mang lại nhiều tiềm năng, nhưng cũng đối mặt với một số thách thức như ổn định hóa và bền vững trong điều kiện môi trường thực tế. Nghiên cứu về perovskite đang tiếp tục để cải thiện tính ổn định và hiệu suất của chúng cho các ứng dụng thực tế.
