Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 09/12/2009 16:29 (GMT+7)

Pin mặt trời màng mỏng vô định hình

Tại Hội nghị triển khai hội thảo khoa học toàn quốc về “Điều tra, khảo sát tiềm năng năng lượng biển Việt Nam”, phóng viên VietNamNet phỏng vấn GS.TSKH Nguyễn Tiến Khiêm, nguyên Viện trưởng Viện Cơ học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam. 

-Phóng viên (PV):Thưa GS, xin GS cho biết kế sách để cư dân hàng nghìn đảo có điện? 

- GS.TSKH Nguyễn Tiến Khiêm:  Trong tất cả các nguồn năng lượng tái tạo, nguồn năng lượng mặt trời là phong phú và ít biến đổi nhất trong thời kỳ biến đổi khí hậu hiện nay của Trái đất. Việt Nam là một trong những nước nằm ở dải phân bố ánh nắng nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ mặt trời của thế giới. Nước ta có một dải bờ biển dài hơn 3.000km, có hàng nghìn đảo hiện có cư dân sinh sống mà nhiều nơi không thể đưa điện lưới đến được. 

Sử dụng năng lượng mặt trời như một nguồn năng lượng tại chỗ để thay thế cho các dạng năng lượng truyền thống đáp ứng nhu cầu của các vùng dân cư này là một kế sách lớn lao vô cùng ý nghĩa về mặt kinh tế, an ninh quốc phòng và phát triển văn hoá giáo dục... Tuy nhiên ở nước ta cho đến nay việc ứng dụng năng lượng mặt trời chưa phát triển. 

-  Nguyên nhân nào dẫn đến việc ứng dụng năng lượng mặt trời chưa phát triển, thưa ông? 

Tấm pin mặt trời màng mỏng vô định hình silicon
Tấm pin mặt trời màng mỏng vô định hình silicon

- Phải chăng còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng theo sự nghiên cứu điều tra của chúng tôi nguyên nhân chủ yếu là do giá cả của điện mặt trời còn quá cao so với thuỷ điện và nhiệt điện. Nhiều quốc gia như Mỹ, Hungary, Thụy Sĩ đã đi tiên phong trong việc nghiên cứu cải tiến công nghệ chế tạo pin mặt trời sao cho chi phí thấp, nhằm giảm giá thành sản phẩm. Lời giải cho bài toán tối ưu này các nước đã tìm ra là nghiên cứu phát triển pin màng mỏng vô định hình. Lý do của sự lựa chọn giải pháp áp dụng công nghệ pin mặt trời màng mỏng vô định hình cho Việt Nam và đặc biệt là biển Việt Nam là mục đích sâu xa của chúng tôi. 

- Pin mặt trời màng mỏng vô định hình là gì, thưa ông? 

- Hiện nay trên thế giới đang sử dụng ba dạng pin mặt trời: Tấm pin mặt trời tinh thể (monocrystal, c-Si), đa tinh thể (polycrystal, p-Si) và màng mỏng vô định hình (amorphous a-Si). Hai loại đầu đã ít nhiều quen thuộc với chúng ta, riêng loại thứ ba còn ít người biết. 

Pin màng mỏng vô định hình thường được gọi tắt là pin màng mỏng hoặc pin vô định hình, có cấu tạo và hoạt động như trong hình vẽ. Pin mặt trời vô định hình cũng có nhiều loại như: Amorphous Silicon (a-Si), Copper Indium Diselenide (CIS), Cadmium Telluride (CdTe),... Trong đó loại Amorphous Silicon (a-Si) đã được hoàn thiện công nghệ một cách hoàn hảo, đồng thời qua thời gian vận hành loại pin này đã thể hiện tính ổn định và cho hiệu suất cao. 

Khi vận hành hệ thống pin mặt trời chúng ta không hy vọng thu được công suất P cực đại Pmax = Up x Ip như trong tính toán lý thuyết, do tác động của các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ ngoài trời nơi lắp đặt pin và cường độ bức xạ ánh sáng không ổn định. Trong thực tế khi nhiệt độ của không khí cao sẽ truyền cho pin cũng có nhiệt độ cao theo và nhiệt độ của pin càng cao thì công suất càng giảm.

So sánh hiệu suất quang điện của pin monocrystal (c-Si), polycrystal (p-Si) và pin amorphous silicon (a-Si) ta thấy :

η (c-Si) = 12-16 % (120-160W/m2),

η (p-Si) = 10-12 % (100-120W/m2),

η (a-Si) = 6- 8 % (60-80W/m2). 

Rõ ràng là pin a-Si có hiệu suất thấp, bằng một nửa hiệu suất các pin c-Si và p-Si. 

- Nhưng tại sao lại lựa chọn a-Si, thưa ông?

- Các nhà khoa học Hungary đã làm một thí nghiệm thú vị là lắp đặt 3 loại pin này ở cùng một vị trí giống nhau, chúng đều có cùngmột công suất lắp đặt giống nhau là 1kwp (kilô oát đỉnh), mỗi loại pin lắp 3 mẫu thử nghiệm, qua một mùa nắng họ đã thu được kết quả như sau:

- Pin c-Si : 890 – 970 kwh/ kwp,

- Pin p-Si : 850 – 960 kwh/ kwp,

- Pin a-Si : 960 - 1060 kwh/ kwp. 

Như vậy, mặc dù hiệu suất thấp nhưng điện năng thu được trong cả một mùa trên một kilô oát đỉnh lại cao hơn. Bằng những thí nghiệm khác các nhà khoa học này còn xác định được pin a-Si có thể làm việc được trong điều kiện trời có mây mù và cả trong môi trường không khí có nhiệt độ cao, mà các pin c-Si và P-Si không làm việc được. Điều này đã làm sáng tỏ vì sao trong bảng kết quả thí nghiệm ở trên: pin a-Si cho sản lượng điện nhiều hơn hai loại pin tinh thể. 

Tại Việt Nam chúng tôi đã thí nghiệm theo dõi trong điều kiện mây mù nhiều ngày liền vào mùa đông Pin a-Si vẫn làm việc tốt, nếu khai thác pin a-Si làm đèn chiếu sáng thì chỉ cần 1 ngày nắng khoảng 10 giờ thì đèn có thể thắp sáng cho 6-7 ngày mưa tiếp theo. Tính ưu việt này của pin a-Si rất phù hợp với điều kiện thời tiết ở các vùng biển nước ta đó là nắng lắm, mưa nhiều, nhiều sương mù,... Pin a-Si lại là một hệ thống các môđun khép kín có các lớp đệm bảo vệ không bị nước mưa hoặc hơi nước mặn ngấm vào, nên vẫn đảm bảo được độ bền trong môi trường khai thác ở các vùng biển đảo. 

GS. Nguyễn Tiến Khiêm, cho xem mẫu tấm pin màng mỏng vô định hình.
GS. Nguyễn Tiến Khiêm, cho xem mẫu tấm pin màng mỏng vô định hình.

Nhưng có lẽ thuyết phục nhất, theo chúng tôi, trong điều kiện Việt Nam hiện nay chính là do các nhà khoa học đã không ngừng nghiên cứu cải tiến công nghệ để thu được một dạng pin mặt trời với giá thành đầu tư chỉ còn là 1USD/1wp. Trong khi đó giá thành của pin crystalline vẫn còn ở mức 5-6 USD/1wp. 

Tóm lại, có thể khẳng định tính ưu việt cơ bản của pin mặt trời màng mỏng vô định hình a-Si là: 1. Pin mặt trời a-Si làm việc có hiệu quả trong các điều kiện khác nhau, từ môi trường nhiệt độ cao đến mùa băng tuyết, trong những vùng bức xạ mặt trời lớn cũng như vùng hay có sương mù và trong điều kiện ẩm ướt nhiệt đới. Vì vậy, hiệu quả tổng cộng cao hơn các loại pin mono và polycrystal; 2. Giá thành đầu tư thấp, công nghệ đơn giản phù hợp với Việt Nam. Vì vây, chúng tôi không chỉ nghiên cứu triển khai ứng dụng pin mặt trời a-Si vào Việt Nam, mà còn đang tìm các nguồn vốn hỗ trợ để chuyển giao công nghệ chế tạo loại pin mặt trời mới này vào Việt Nam, cụ thể là mong muốn xây dựng một nhà máy chế tapo pin mặt trời a-Si với công suất 6MW/năm. 

- Thưa ông, ông có thể cho biết sơ lược về dây chuyền sản xuất pin mặt trời a–Si? 

- Công nghệ pin mặt trời màng mỏng vô định hình thực chất là công nghệ phủ màng mỏng chân không, giống như việc chế tạo các màn hình TV. Dây chuyền công nghệ này bao gồm các công đoạn như sau: 

1. Chuẩn bị kính (mài, cắt, đánh bóng,…)

2. Phủ màng mỏng a-Si

3. Tạo rãnh bằng lazer

4. Hàn kín đường biên và gắn lớp kính bảo vệ

5. Thử nghiệm

6. Đóng gói

Theo thiết kế tối ưu của các nhà sáng chế ra dây chuyền công nghệ phủ màng mỏng silicon trong chân không thì người ta thiết kế theo công suất 6 MW là một dây chuyền khép kín, mỗi dây chuyền này gọi là một môđun. Một nhà máy lớn sẽ tập hợp bởi nhiều môđun. 

- Xin cảm ơn GS.

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

Liên hiệp Hội Việt Nam chủ trì tổ chức họp các đoàn dự Đại hội đại biểu toàn quốc MTTQ Việt Nam lần thứ XI
Căn cứ Thông tri số 10/TT-MTTQ-UB của Ủy ban Trung ương MTTQ Việt Nam về việc triệu tập đại biểu dự Đại hội đại biểu toàn quốc MTTQ Việt Nam lần thứ XI, với vai trò là Trưởng các Đoàn của tổ chức chính trị, tổ chức chính trị - xã hội, các tổ chức Liên hiệp, Liên hiệp Hội Việt Nam đã chủ trì tổ chức họp các đoàn để triển khai thực hiện thông tri của MTTQ Việt Nam.
Thủ tướng Lê Minh Hưng lên đường tham dự Hội nghị cấp cao ASEAN lần thứ 48 tại Philippines
Nhận lời mời của Tổng thống nước Cộng hòa Philippines Ferdinand Romualdez Marcos Jr, Chủ tịch ASEAN năm 2026, ngày 7/5, Thủ tướng Chính phủ nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Lê Minh Hưng dẫn đầu Đoàn đại biểu cấp cao Việt Nam lên đường tham dự Hội nghị cấp cao ASEAN lần thứ 48 tại Cebu, Philippines từ ngày 7 đến 8/5/2026.
Hội Vô tuyến - Điện tử Việt Nam: Điểm tựa khoa học công nghệ gắn với chuyển đổi số quốc gia
Hội Vô tuyến - Điện tử Việt Nam với gần 40 năm phát triển đang thể hiện rõ vai trò tổ tổ chức xã hội - nghề nghiệp uy tín trong lĩnh vực vô tuyến, điện tử, viễn thông, công nghệ thông tin đồng thời đóng góp thực chất vào tiến trình chuyển đổi số quốc gia theo tinh thần Nghị quyết 57-NQ/TW của Bộ Chính trị.
Đầu tư khoa học công nghệ giải quyết điểm nghẽn của ngành Thủy sản Việt Nam
Phát biểu tại Hội nghị khoa học công nghệ thủy sản và kiểm ngư toàn quốc năm 2026, Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và Môi trường Phùng Đức Tiến đã nhấn mạnh sự cần thiết của đổi mới sáng tạo khoa học công nghệ trong giải quyết điểm nghẽn về logistics, môi trường, nâng cao sức cạnh tranh của ngành Thủy sản trong nước.
Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng nhận danh hiệu Giáo sư danh dự Đại học Năng lượng Moskva, Liên bang Nga
Sáng 30/4/2026, tại Trường Đại học Năng lượng Moskva, Liên bang Nga (MPEI), TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA đã vinh dự đón nhận danh hiệu Giáo sư danh dự của MPEI. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng là công dân đầu tiên của Việt Nam được trao tặng danh hiệu Giáo sư tại MPEI, đứng trong bảng danh dự cùng với các nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới.
51 năm thống nhất đất nước: Khơi thông nguồn lực tri thức trong kỷ nguyên mới
Thông tấn xã Việt Nam giới thiệu bài phỏng vấn với Phó Giáo sư, Tiến sĩ Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) về vai trò của lực lượng trí thức và những giải pháp đột phá để hiện thực hóa khát vọng hùng cường vào năm 2030 và 2045.