"Chúng tôi sẽ sử dụng các công nghệ và vật liệu mà Nhật Bản có điểm mạnh trong pin mặt trời Perovskite và nhằm mục đích thực hiện xã hội vào năm 2030"

Thủ tướng Kishida Fumio đã đưa ra tuyên bố này tại cuộc họp bộ trưởng có liên quan vào ngày 4 tháng 4, tiết lộ lập trường của mình như một chính phủ để khuyến khích sử dụng thực tế của pin mặt trời thế hệ tiếp theo, pin mặt trời perovskite Tuần tiếp theo, một tuyên bố chung tại cuộc họp của các bộ trưởng bộ trưởng khí hậu, năng lượng và môi trường G7 (Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nishimura Yasutoshi và những người khác đã tham gia) cũng đề cập đến các tế bào mặt trời Perovskite, và mô tả chúng là "sự phát triển sẽ được thúc đẩy dưới sự hợp tác quốc tế"

pin mặt trời Perovskite mỏng hơn và nhẹ hơn nhiều so với các pin mặt trời phổ biến hiện tại và dự kiến ​​sẽ có nhiều cách sử dụng, khiến chúng trở thành phim, khiến chúng trở nên phổ biến và thu hút sự chú ý trên toàn thế giới như là một chất mang năng lượng tiếp theo

Theo một cuộc khảo sát của công ty nghiên cứu thị trường Fuji Keizai Co, Ltd, mặc dù một số người đã được thương mại hóa, hầu hết các nhà sản xuất tham gia thị trường đang trong giai đoạn trình diễn, và sản xuất hàng loạt dự kiến ​​sẽ bắt đầu vào giữa những năm 2020 Quy mô thị trường của pin mặt trời perovskite hiện có khoảng 30 tỷ yên trên toàn thế giới, nhưng dự kiến ​​sẽ đạt 1 nghìn tỷ yên vào năm 2035

Khi tôi đọc điều đó, tôi đã đọc tin tức và nhận thấy rằng các chủ đề liên quan đã được báo cáo rộng rãi gần đây Ví dụ, tôi đã chọn nó từ tiêu đề của Nihon Keizai Shimbun vào tháng Tám



6890_6924



PANA HD xâm nhập vào pin mặt trời được áp dụng cho kính cửa sổ trong 28 năm (31)

Đây là loại kho báu nào? Ông đã đến thăm Miyasaka Riki (một thành viên tại Trung tâm nghiên cứu khoa học và công nghệ tiên tiến của Đại học Tokyo), một giáo sư đặc biệt tại Đại học Toin Yokohama, người được biết đến như là người tạo ra pin mặt trời Perovskite và cũng là ứng cử viên cho giải thưởng Nobel về hóa học

"Perovskite không phải là tên của một vật liệu, mà là tên của một cấu trúc tinh thể Nó ban đầu xuất phát từ tên của một quặng được phát hiện ở Nga vào năm 1839, và khi phân tích nó, nó có cấu trúc đặc biệt với các thiết bị điện tử Đầu in cho máy in phun

Vì vậy, chính vật liệu perovskite không phải là bất thường Tuy nhiên, không ai nhận thấy rằng nó có tính chất hấp thụ ánh sáng và chuyển đổi nó thành điện Cho đến khi phòng thí nghiệm của Giáo sư Miyasaka chứng minh điều này và xuất bản nó như một bài báo vào năm 2009

Vào thời điểm đó, hiệu suất chuyển đổi quang điện (※ 2) kém đến mức chỉ nằm trong phạm vi 3%, do đó, nó hầu như không nhìn vào là lý do tại sao nó thu hút rất nhiều sự chú ý "

Tuy nhiên, nếu hiệu quả chuyển đổi là như nhau, nó sẽ không phải là một chủ đề của cuộc trò chuyện Điều hoàn toàn khác với pin mặt trời trước đây là chúng mỏng, nhẹ và linh hoạt, có thể dễ dàng làm với chi phí thấp và có thể tạo ra điện ngay cả với ánh sáng yếu Đây không chỉ là một cuộc gọi gần, mà còn là sự đảo ngược của các nhược điểm của pin mặt trời hiện tại

"Ở nơi đầu tiên, có nhiều loại pin mặt trời có thể dễ dàng đạt đến phạm vi hai chữ số tùy thuộc vào vật liệu và phương pháp sản xuất Vệ tinh, đã trở nên phổ biến trong các công ty tư nhân

Tinh tế mặt trời dựa trên silicon này tạo ra điện bằng cách kẹp một wafer bán dẫn (chất nền) được làm bằng các tinh thể silicon thái lát mỏng với các điện cực dương và âm Độ dày của wafer này là khoảng 100 μm (0,1 mm) Theo Giáo sư Miyasaka, một phần mười độ dày đó là đủ để hấp thụ ánh sáng mặt trời, nhưng nếu nó được làm quá mỏng, thì có một giới hạn vì vật liệu sẽ bị vỡ

Ngược lại, pin mặt trời Perovskite sử dụng một lớp phủ mỏng của dung dịch vật liệu tinh thể perovskite trên điện cực để khô, sau đó phủ điện cực khác trên bề mặt Độ dày của màng mỏng này là 1 μm, chỉ bằng một phần mười của wafer silicon Nó mỏng đến mức nó được hỗ trợ bởi một bộ phim nhựa cực mỏng để biến nó thành một bảng

"Nó mỏng, vì vậy nó nhẹ và có thể dễ dàng uốn cong và dán Các pin mặt trời dựa trên silicon rất nặng, vì vậy nó là một rắc rối để lắp đặt chúng trong các tòa nhà cao tầng, và nó có thể gây ra sự thay thế cho các tế bào năng lượng một nguồn cung cấp ổn định ngay cả trong những ngày nhiều mây hoặc mưa "

Nói một cách đơn giản hơn, nguyên liệu thô chính, iốt (※ 3), có thể được sản xuất trong nước và không tốn kém Trong quá trình sản xuất, công nghệ in có thể được áp dụng cho lớp phủ nguyên liệu thô, giúp dễ dàng Hơn nữa, nó là một thỏa thuận tuyệt vời, vì nó không yêu cầu điều trị ở nhiệt độ cao như dựa trên silicon, làm cho nó kinh tế và thân thiện với môi trường

"Nếu hệ thống sản xuất khối lượng tiến triển và chi phí của các thành phần điện cực giảm, chi phí sản xuất nên giảm xuống còn một nửa so với pin mặt trời dựa trên silicon"

, Giáo sư Miyasaka tự hào nói

Câu chuyện về sự phát triển của pin mặt trời Perovskite bắt đầu vào năm 2006 Đây là một nhà nghiên cứu trẻ được thuê bởi một công ty liên doanh có trụ sở tại trường đại học (*4) được thành lập bởi Giáo sư Miyasaka vào thời điểm đó và các sinh viên tốt nghiệp từ các trường đại học khác, những người quan tâm đến Solar Pin

"Tên tôi là Kojima Yo, Kai Anh ấy đã nghiên cứu sự phát xạ ánh sáng của các vật liệu perovskite tại Đại học Tokyo Kogei, và anh ấy nghĩ rằng nghiên cứu của anh ấy có thể được sử dụng cho các tế bào mặt trời có độ nhạy của thuốc nhuộm (※ 5) Điều này đã được áp dụng cho một đèn LED được sử dụng trong màn hình và khi một điện áp được áp dụng, nó phát ra ánh sáng

Đó là một ý tưởng thực sự đảo ngược Các pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm sử dụng các điện cực và chất điện giải đã được chất hấp phụ thuốc nhuộm làm tăng độ nhạy Nỗ lực đã được thực hiện để thay thế màng thuốc nhuộm này bằng màng perovskite

"Tuy nhiên, hiệu quả chuyển đổi của nguyên mẫu nguyên mẫu đầu tiên của anh ấy perovskite pin pin đầu tiên của anh ấy là ít hơn 1% Con này không còn gần với các phương pháp nhạy cảm với thuốc nhuộm, và tôi biết rằng hầu hết các chất phát ra một loại năng lượng khi tôi không thể giải quyết được họ"



Vậy, bộ kích hoạt nào đã bị hỏng? Có một thách thức khác từ một chàng trai trẻ

10524_10782

Snais, người đã trở thành giáo sư tại Đại học Oxford, sau đó đã phái sinh viên của mình, sinh viên tốt nghiệp, đến phòng thí nghiệm của Giáo sư Miyasaka Phương pháp làm pin mặt trời perovskite được đưa trở lại Vương quốc Anh và nghiên cứu về sự hóa rắn đang được tiến hành Vào năm 2012, ông đồng tác giả một bài báo với Giáo sư Miyasaka, bao gồm kết quả với hiệu suất tối đa là 10,9% Tình hình đã thay đổi hoàn toàn khi nó được giới thiệu trong Tạp chí Khoa học Khoa học Toàn cầu

"Thế giới của pin mặt trời làm cho một sự ồn ào lớn về việc hiệu quả vượt quá 10% Điểm khởi đầu của phát minh, và các tương tác đã được tăng tốc bởi sự sẵn sàng đưa ra kết quả nghiên cứu

Vào tháng 7 năm 2022, Ủy ban Điện tử quang học cấp bậc của Anh đã trao giải thưởng xếp hạng (*7) cho bảy nhà nghiên cứu để ghi nhận thành tích của họ trong việc phát triển pin mặt trời perovskite Ngoài giáo sư Miyasaka và Kojima, tên của Giáo sư Gretzel, Giáo sư Snais và Giáo sư Park cũng được khắc ở đó Có vẻ như mạng lưới trao đổi nghiên cứu toàn cầu lan truyền phòng thí nghiệm Miyasaka như một trung tâm đã được sinh ra

"Một thế giới mới được mở ra với những phép lạ gây ra bởi sự tương tác của con người"

Triết lý nghiên cứu của Miyasaka dường như được dự kiến ​​vào lối sống của riêng mình Sau khi có bằng tiến sĩ từ trường đại học Tokyo, Giáo sư Miyasaka gia nhập Fuji Photo Film Co, Ltd (nay là Fujifilm Holdings Co, Ltd) Sau khi làm việc như một nhà nghiên cứu về sự phát triển của võng mạc nhân tạo và pin mặt trời nhạy cảm với sắc tố, ông đã chọn trở thành một học giả ở tuổi 47 Lý do cho điều này là, vì các vấn đề về biến đổi khí hậu đang khám phá những cách sử dụng năng lượng mới, dường như nghiên cứu về pin mặt trời đã được tiếp tục trong một thời gian dài có thể dẫn đến một giải pháp Tôi muốn mở ra một thế giới mới trong một không gian trống hơn, nơi những người trẻ tuổi có thể tụ tập

"Khi pin mặt trời perovskite được thực hiện trong xã hội, năng lượng mặt trời có thể được chuyển đổi thành hiệu quả hơn với điện Tường và cửa sổ của các tòa nhà, hiên trong nhà, nội thất và mái nhà Ở mọi nơi trong thành phố

Nếu điều đó xảy ra, tỷ lệ tự cung cấp năng lượng 100% của Nhật Bản không phải là một giấc mơ, Giáo sư Miyasaka nói Những thách thức đang cải thiện độ bền và thiết lập một hệ thống sản xuất đại chúng, nhưng nhiều công ty, bao gồm Sekisui Chemical Industries, Ltd, Toyota Motor Corporation, và Toshiba Co, Ltd, hiện đang phát triển sản phẩm và sử dụng thực tế tại Nhật Bản (8)

Công nghệ thế hệ tiếp theo sinh ra từ các kết nối giữa con người, hóa học và vật lý từ Nhật Bản với thế giới Phong cách phát triển phong cách Miyasaka dễ dàng vượt qua ranh giới

Phỏng vấn và văn bản của Matsuoka Ichiro (Escript) Ảnh của Yoshida Takashi

• Tệp ý kiến

• chia sẻ
• tweet
•