Các nhà nghiên cứu từ Đại học Soochow ở Tô Châu, Trung Quốc, đã đạt được một bước đột phá trong lĩnh vực năng lượng tái tạo với việc phát triển các tế bào quang điện perovskite (PIPV) có hiệu suất chuyển đổi 42,01% ánh sáng trong nhà thành điện năng. Thành tựu này, được công bố trên tạp chí National Science Review, sử dụng kỹ thuật "phương pháp lớp đơn phân tử tự lắp ráp lai lồng vào nhau" (hybrid-interlocked self-assembled monolayer - SAM) để cải thiện đáng kể độ bền nhiệt và tuổi thọ của thiết bị.
Công nghệ mới này giải quyết một trong những thách thức lớn nhất của tế bào perovskite trước đây là tuổi thọ ngắn. Trong khi các tế bào perovskite truyền thống có thể chuyển đổi gần 30% ánh sáng mặt trời thành năng lượng và tồn tại khoảng 30 tháng, thì các tấm silicon thông thường có hiệu suất thấp hơn (khoảng 20-25%) nhưng tuổi thọ trên 30 năm. Các tế bào perovskite mới của Đại học Soochow không chỉ đạt hiệu suất chuyển đổi ánh sáng trong nhà ấn tượng 42,01% mà còn duy trì tuổi thọ liên tục lên tới 6.000 giờ, mở ra tiềm năng cung cấp nguồn điện ổn định cho các thiết bị Internet of Things (IoT).
Kỹ thuật "phương pháp lớp đơn phân tử tự lắp ráp lai lồng vào nhau" là yếu tố then chốt cho sự cải thiện này. Bằng cách kết hợp các lớp SAM với các chuỗi carbon có độ dài khác nhau, các nhà nghiên cứu đã tăng cường năng lượng liên kết giữa lớp SAM và chất nền oxit thiếc indium (ITO), cải thiện độ bao phủ bề mặt và tăng cường độ bền của thiết bị. Các thử nghiệm đã chứng minh khả năng cung cấp năng lượng cho đèn LED và bảng giá điện tử, cho thấy tính ứng dụng thực tế của công nghệ.
Sự phát triển này đặc biệt phù hợp với xu hướng ngày càng tăng của các thiết bị IoT yêu cầu nguồn điện ổn định và bền vững, giúp giảm sự phụ thuộc vào pin thay thế và giảm thiểu rác thải điện tử. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng những cải tiến về hiệu quả và độ ổn định này là những cột mốc quan trọng để đáp ứng kỳ vọng của thị trường về các giải pháp năng lượng ngoài lưới.