Các chất bán dẫn hữu cơ là những vật liệu đóng vai trò quyết định trong việc chế tạo các môđun năng lượng mặt trời (NLMT) hiệu suất cao. Những vật liệu này cũng phải đáp ứng những yêu cầu rất cụ thể, như khả năng gia công tốt và độ bền cao. Trong đó, polyme bán dẫn là những vật liệu được sản xuất trong các quá trình phức tạp với nhiều công đoạn.
Tập đoàn BASF (Đức) đã đi tiên phong trong việc áp dụng công nghệ sản xuất polyme bán dẫn. BASF đã phát triển thành công một loại polyme bán dẫn có tên là Sepiolid P200 , polyme này hấp thụ ánh sáng trong các môđun NLMT để tạo ra điện năng.
Một số ưu điểm của việc áp dụng các chất bán dẫn hữu cơ là: các môđun NLMT có thể được chế tạo ở mức siêu mỏng, mềm và bán trong suốt. Ngoài ra, chúng còn đạt hiệu suất cao ngay cả khi ánh sáng bị khuếch tán và góc chiếu xạ không thuận lợi. Có thể nói, các môđun này hoàn toàn phù hợp để kết hợp vào các tòa nhà cao tầng, kể cả trên các bề mặt cong và các mặt tiền không quay về hướng nam, hoặc trên các cấu trúc chịu ứng lực.
Tại Triển lãm Mô tô quốc tế lần thứ 64 năm 2011 tại Frankfurt (Đức), lần đầu tiên BASF đã giới thiệu phương án sử dụng các tấm pin NLMT làm từ polyme để tăng thêm tính thẩm mỹ cho các ứng dụng kiến trúc. Đây là phương án thích hợp để tạo ra năng lượng cho các khu đô thị.
Một tấm thu NLMT thường phải có tuổi thọ từ 20 năm đến 30 năm, do đó các thành phần của nó phải hoạt động với hiệu quả cao về dài hạn. Công ty Arkema (Mỹ) đã phát triển hai loại vật liệu polyme mới và các hợp chất peroxit hữu cơ đặc trưng để đáp ứng những thách thức này của ngành NLMT. Ngoài ra, Arkema cũng phát triển một loại nhựa nhiệt dẻo với cấu trúc nano để dùng cho các tấm pin NLMT màng mỏng thế hệ mới.
Hiện nay, polyme thường được sử dụng để bọc phủ các khoang silic và bảo vệ các thành phần điện ở phía sau tấm NLMT. Vật liệu polyvinyliden điflorua (PVDF) Kynar và etylen vinyl axetat (EVA) evatane của arkema là hai loại polyme mới, đáp ứng các yêu cầu sử dụng dài hạn cho pin NLMT. PVDF Kynar là thành phần chính trong tấm nền của giàn NLMT, nó đặc biệt bền trước tác động của tia UV, nhiệt độ và độ ẩm cao. Công ty Arkema và Công ty Krempel (Đức) đã hợp tác phát triển một loại màng phủ ba lớp gồm hai lớp PVDF đặt trên lớp lõi polyetylen terephtalat (PET). Vật liệu EVA Evatane được sử dụng để bọc các pin NLMT, nó có độ bám dính tốt trên thủy tinh. Polyme này không bị ngả vàng theo thời gian và có tính trong suốt cao.
Công ty Luperox cũng đã phát triển các loại peroxit hữu cơ đặc biệt, có tác dụng làm giảm thời gian hóa rắn của EVA và tăng thông lượng của tấm NLMT.
Vật liệu Apolhya Solar do Công ty Arkema mới phát triển là loại polyme nhựa nhiệt dẻo được sử dụng để bao bọc các thành phần của môđun lớp mỏng. Nó kết hợp tính trong suốt hoàn hảo với các đặc tính như chống dão, khả năng bám dính và các tính chất cơ nhiệt khác. Vật liệu này không cần thời gian hóa rắn, vì vậy giúp tiết kiệm thời gian chế tạo các tấm NLMT.
Phạm Huệ
Nguồn Vinachem/Plastemart
