Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 19/02/2014 23:28 (GMT+7)

Nghiên cứu và phát triển công nghệ chế tạo các phần tử pin mặt trời màng mỏng CIGS

Nhiều nhà khoa học quan tâm

GS. Võ Thạch Sơn cho biết, việc nghiên cứu pin mặt trời màng mỏng CIGS đang thu hút sự quan tâm đặc biệt lớn của nhiều nhà khoa học. Điều này được thể hiện ở số các công trình mà các tác giả trên thế giới đã công bố trong thời gian gần đây về lĩnh vực này. Ví dụ: trong năm 2008, số các công trình khoa học liên quan đến họ vật liệu CIGS được công bố là khoảng 15 công trình thì chỉ trong 6 tháng đầu năm 2013 là 79 công trình. 

Thời gian gần đây, việc nghiên cứu pin mặt trời màng mỏng CIGS càng được quan tâm khi người ta nhận thấy khả năng sử dụng loại cấu trúc này trong công nghệ không gian. Năm 2010, Trường Đại học Illinois hợp tác cùng Trung tâm NASA (Mỹ) nghiên cứu thành công phương pháp công nghệ mới có tên là “AA CVD” (Aerosol Assisted Chemical Vapor Deposition) cho phép lắng đọng lớp hấp thụ CuIn(Ga)S2(Se) trên các vật liệu hữu cơ.

Từ thực tế trên, GS. Võ Thạch Sơn cùng các cộng sự đã đề xuất thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ Spray ILGAR để chế tạo các phần tử pin mặt trời màng mỏng cấu trúc Me/ZnO/CdS(InxSy)/Cu(In,Ga)(S,Se)2/Me/Glass” với mục tiêu làm chủ công nghệ lắng đọng các lớp chức năng trong cấu trúc  bằng phương pháp Spray ILGAR và các vấn đề liên quan khác. Đây là phương pháp công nghệ đơn giản và rẻ tiền nhưng vô cùng hiệu quả và phù hợp với điều kiện Việt Nam. Nó đơn giản và rẻ tiền ở chỗ không đòi hỏi các thiết bị đắt tiền như các hệ lắng đọng bằng phương pháp chân không (hệ bay hơi bằng chùm điện tử, bay hơi bằng phún xạ magnetron hoặc RF, bay hơi bằng nguồn xung laser…). Ngoài ra, một ưu điểm rất lớn của phương pháp Spray ILGAR là dễ dàng điểu chỉnh hợp phần hóa học của màng và khả năng lắng đọng chúng trên diện tích lớn. Với ưu điểm như vậy, phương pháp công nghệ Spray ILGAR thực sự đã mở ra hướng giải quyết hai khuyết điểm chính của pin mặt trời thế hệ trước đó là giá thành cao và hiệu suất thấp.

“Việc nghiên cứu sử dụng và làm chủ phương pháp công nghệ Spray ILGAR thực sự mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn. Tuy nhiên, cấu trúc pin mặt trời màng mỏng này còn tồn tại một khuyết điểm lớn cần khắc phục đó là sự già hóa của nó. Quá trình già hóa này trở nên đặc biệt nghiêm trọng ở điều kiện nhiệt đới khắc nghiệt khi các modul pin mặt trời làm việc trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao. Vì vậy việc nghiên cứu chống già hóa là một trong các mục tiêu của đề tài”, GS. Võ Thạch Sơn cho hay.

Các công đoạn công nghệ được nghiên cứu bằng thực nghiệm dựa trên các nghiên cứu trước đây, có chú ý đến các kết quả mới nhất mà các tác giả khác công bố trong các lĩnh vực có liên quan. Các công đoạn công nghệ được khảo sát, đánh giá và hiệu chỉnh lại dựa trên các nghiên cứu phân tích các thông số vật lý phản hồi lại như: Cấu trúc và thành phần học của màng lắng đọng, hình thái học bề mặt của màng… Quá trình già hóa được nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng với trợ giúp của phần mềm AMPS ID và SCAPS. Điều kiện già hóa được mô tả tương tự điều kiện nhiệt đới nóng ẩm của Việt Nam.

Tại Việt Nam, hiện nay, một phần trong các nội dung Đề tài nghiên cứu đang được nghiên cứu triển khai tại Phòng thí nghiệm Phân tích và Đo lường Vật lý, Viện Vật lý Kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội. Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu và ổn định công nghệ lắng đọng màng mỏng CIGS. Cùng với đó là chế tạo thử nghiệm các tế bào mặt trời và tiến hành khảo sát các thông số quang - điện. Hiện nay, nhóm thực hiện đề tài đang tiến hành nghiên cứu mô hình hóa và mô phỏng cấu trúc Me/ZnO/CdS(InxSy)/Cu(In,Ga)(S,Se)2/Me/Glass và nghiên cứu mô phỏng quá trình già hóa của cấu trúc này. Các nội dung nghiên cứu hoàn toàn cập nhật so với các nghiên cứu mà các nhà khoa học các nước tiên tiến trên thế giới đang thực hiện.

Tác động lớn đối với đời sống xã hội

GS. Võ Thạch Sơn cho biết, các sản phẩm của Đề tài đều thuộc lĩnh vực công nghệ cao và đang trong quá trình nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Do vậy, những kết quả nghiên cứu chắc chắn sẽ mang tính học thuật và tính thời sự cao. Mặt khác các sản phẩm đều có yêu cầu cao về công nghệ ứng dụng và đạt tiêu chuẩn tương đương với các sản phẩm của nước ngoài. Vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ Spray ILGAR và các sản phẩm từ công nghệ này cho thấy trình độ khoa học cao.

Hiện nay, tại thị trường Việt Nam, chưa có nghiên cứu nào đưa ra con số thống kê đầy đủ về nhu cầu sử dụng các sản phẩm ứng dụng năng lượng tái tạo. Nếu đáp ứng được các tiêu chí về giá cả hợp lý, sử dụng thuận tiện trong điều kiện gia đình, đáp ứng được các đòi hỏi cao về kỹ thuật (yêu cầu sản xuất công nghiệp và các lĩnh vực đặc biệt khắt khe như công nghệ vũ trụ) chắc chắn rằng nhu cầu này là vô cùng lớn. Đây cũng là những ưu điểm của pin mặt trời thế hệ thứ 3 CIGS mà nhóm thực hiện đề tài đang hướng tới.

Việc nghiên cứu thành công công nghệ chế tạo các phần tử pin mặt trời màng mỏng là tiền đề tin cậy để đưa các sản phẩm vào sản xuất và trở thành hàng hóa. Giá rẻ, công nghệ chế tạo đơn giản không đòi hỏi các thiết bị đắt tiền của các modul pin mặt trời màng mỏng là ưu điểm vượt trội để cạnh tranh với các loại pin mặt trời đang tồn tại trên thị trường.

Thực hiện nghiên cứu công nghệ này giúp các tổ chức chủ trì và tham gia nâng cao trình độ công nghệ chế tạo thuộc lĩnh vực công nghệ cao, nâng cao trình độ lý luận và phương pháp nghiên cứu của cơ sở. Quá trình nghiên cứu còn giúp đào tạo được tập thể cán bộ nghiên cứu kết hợp đào tạo sau đại học ở trình độ cao. Cùng với đó là  khả năng chế tạo các thiết bị công nghệ đòi hỏi trình độ cao và tiếp nhận các sản phẩm khoa học và công nghệ tiên tiến. Đặc biệt là có thể kinh doanh các sản phẩm mới có giá thành rẻ hơn và hiệu quả hơn.

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Công bố Quyết định bổ nhiệm Giám đốc, Tổng biên tập Nhà xuất bản Tri thức
Ngày 28/4, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Công bố quyết định về công tác cán bộ. Tại hội nghị, TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA đã trao Quyết định bổ nhiệm bà Bùi Thị Thu Hằng, Phó Giám đốc phụ trách, Phó Tổng biên tập NXB Tri thức giữ chức vụ Giám đốc, Tổng biên tập NXB Tri thức.
Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam tổ chức Hội nghị Ban Thường vụ - Ban Chấp hành tháng 4/2026
Ngày 28/4, tại Hà Nội, Đảng bộ Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (LHHVN) tổ chức Hội nghị Ban Thường vụ - Ban Chấp hành nhằm đánh giá kết quả công tác, đồng thời triển khai các nhiệm vụ trọng tâm, tạo chuyển biến mạnh mẽ trong công tác xây dựng Đảng và chuẩn bị cho Đại hội LHHVN nhiệm kỳ mới.
Nâng tầm sức mạnh văn hóa vùng Đất Tổ - Động lực quan trọng cho phát triển bền vững
Phát triển văn hóa và con người là nền tảng tinh thần, nguồn lực nội sinh, động lực cho phát triển nhanh bền vững. Quan điểm đó tiếp tục được khẳng định mạnh mẽ trong Nghị quyết số 80-NQ/TW của Bộ Chính trị. Nghị quyết nhấn mạnh văn hóa phải thấm sâu vào đời sống xã hội, gắn kết hài hòa với chính trị, kinh tế, môi trường, quốc phòng, an ninh, đối ngoại; thực sự trở thành sức mạnh mềm của quốc gia.
Chủ tịch Phan Xuân Dũng dự Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I
Ngày 23/4, Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031 đã thành công tốt đẹp. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng chúc mừng, đánh giá cao những nỗ lực rất lớn của Liên hiệp Hội tỉnh, đồng thời nhấn mạnh yêu cầu đẩy mạnh TVPB, ĐMST&CĐS, lan tỏa tri thức KH&CN, phục vụ trực tiếp đời sống người dân địa phương.
Tuyên Quang: Thúc đẩy năng lực triển khai năng lực hoạt động KHCN, ĐMST và CĐS trong sinh viên
Ngày 21/4, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (KH&KT) tỉnh Tuyên Quang phối hợp với Trường Cao đẳng Tuyên Quang tổ chức Hội thảo tập huấn, phổ biến kiến thức “Thúc đẩy năng lực triển khai hoạt động khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trong sinh viên” bằng hình thức trực tiếp và trực tuyến.
Đổi mới công tác phổ biến kiến thức KH&CN: Từ truyền thông một chiều đến hệ sinh thái tri thức mở
Những năm qua hoạt động phổ biến kiến thức của các tổ chức KH&CN trực thuộc Liên hiệp Hội Việt Nam đã được triển khai rộng rãi, đem lại hiệu quả cao trong thực tiễn. Tuy nhiên, trước yêu cầu phát triển mới, hoạt động này cần được đổi mới theo hướng hiện đại, tương tác và gắn chặt hơn với nhu cầu của xã hội.