Tandem perovskite là cell năng lượng mặt trời hai tầng: phía trên là lớp perovskite mỏng, phía dưới là silic quen thuộc. Mỗi tầng hấp thụ phần quang phổ mặt trời của riêng mình, và cùng nhau chúng biến nhiều ánh sáng thành điện hơn so với silic đơn lẻ. Với gia đình và doanh nghiệp, đây là những tấm pin tương lai cho sản lượng điện cao hơn hẳn trên cùng một mái nhà. Hôm nay đây là kỷ lục phòng thí nghiệm, chưa phải hàng hóa.
Cách hoạt động
Ánh sáng mặt trời là hỗn hợp photon có năng lượng khác nhau: photon xanh lam mang nhiều, photon đỏ và hồng ngoại mang ít hơn. Silic hấp thụ gần như toàn bộ ánh sáng nhìn thấy, nhưng từ mỗi photon xanh “giàu năng lượng”, nó chỉ lấy đúng phần năng lượng cần để giải phóng một electron, phần còn lại biến thành nhiệt. Vì vậy silic có trần vật lý, và tấm pin thông thường chuyển 22–24% ánh sáng mặt trời thành điện.
Perovskite là tinh thể có cùng mạng tinh thể với khoáng vật perovskite, được đặt theo tên nhà khoáng vật học Lev Perovski. Để làm cell, người ta phủ nó từ dung dịch chứa hợp chất chì, iốt và brom ở nhiệt độ không cao — thành lớp mỏng hơn sợi tóc nhiều lần. Thành phần được tinh chỉnh để lớp trên lấy phần xanh lam và xanh lục của quang phổ với ít tổn thất hơn, còn ánh sáng đỏ và hồng ngoại thì cho đi xuống, tới lớp silic. Hai tầng chia nhau ánh nắng, và kỷ lục của LONGi cho cell như vậy là 35,5%.
Khó khăn chính là độ bền. Silic đứng trên mái nhiều năm trong mưa và nắng nóng, còn perovskite nhạy cảm với hơi ẩm, nhiệt và tia cực tím: tinh thể chậm rãi bị phá hủy, và cell mất công suất. Các nhà khoa học chọn thành phần, lớp bảo vệ và lớp đóng gói kín, đồng thời học cách phủ lớp đều trên diện tích lớn thay cho các mẫu thí nghiệm tí hon. Hiện kỷ lục được lập chính trên những cell nhỏ, còn tấm pin đại trà thì chưa có.
Đã được ứng dụng ở đâu
- Phòng thí nghiệm của các nhà sản xuất: kỷ lục của LONGi cho cell tandem — 35,5%, tháng 7/2026.
- Thử độ bền của mẫu dưới nắng, hơi ẩm và nhiệt.
- Nghiên cứu cell nhẹ, dẻo cho những mái nhà không phù hợp với tấm pin nặng.
Cần lưu ý
- Chưa có tấm pin đại trà: tấm pin “perovskite” đang bán hôm nay cần kiểm tra đặc biệt nghiêm ngặt.
- Kỷ lục hiệu suất là của cell nhỏ trong phòng thí nghiệm; ở tấm pin lớn, hiệu suất luôn thấp hơn.
- Tuổi thọ trên mái nhà chưa được chứng minh bằng nhiều năm vận hành — đây là câu hỏi lớn nhất còn bỏ ngỏ.
- Cần hệ thống điện mặt trời ngay bây giờ — chọn TOPCon: tấm pin loại này rẻ hơn bao giờ hết.