Công ty khởi nghiệp năng lượng mặt trời được sinh ra trong một nhà để xe đang đánh bại Trung Quốc về các tấm pin năng lượng mặt trời rẻ hơn

SunDrive có trụ sở tại Úc đã tạo ra một bước đột phá về vật liệu, hứa hẹn sẽ tăng hiệu quả và giảm giá thành của các tấm pin mặt trời.

 

 

Tế bào pin mặt trời của SunDrive. Nguồn: SunDrive

 

Khoảng bảy năm trước, Vince Allen vào nhà để xe mà anh chia sẻ với một số bạn cùng căn hộ ở ngoại ô Sydney và bắt đầu cố gắng làm rung chuyển ngành công nghiệp năng lượng mặt trời. Lúc đó, anh đang là ứng viên Tiến sĩ tại Đại học New South Wales, và anh đã nảy ra ý tưởng chế tạo các tấm pin mặt trời rẻ hơn nhiều: thay thế loại bạc đắt tiền thường được sử dụng trong các thiết bị bằng đồng dồi dào và rẻ tiền.

 

Phòng thí nghiệm và những công ty khổng lồ được tài trợ khủng đã phải vật lộn với nỗ lực tương tự để thay thế bạc. Allen vẫn không nản lòng và chế tạo thiết bị của riêng mình để thử nghiệm hết ý tưởng này đến ý tưởng khác trong một đoạn clip ngắn, cho đến khi anh tìm ra một kỹ thuật hiệu quả. SunDrive Solar, công ty do anh đồng sáng lập vào năm 2015 dựa trên nghiên cứu này, tuần này đã chứng minh rằng họ đã sản xuất một trong những loại pin mặt trời hiệu quả nhất mọi thời đại, theo một phòng thí nghiệm kiểm tra độc lập hàng đầu. Và SunDrive đã làm như vậy với đồng là kim loại cốt lõi.

 

Nếu SunDrive có thể sản xuất hàng loạt tấm pin với công nghệ của mình - và đó là một vấn đề lớn nếu - công ty khởi nghiệp của Úc có thể giảm giá thành của các tấm pin mặt trời và làm cho ngành công nghiệp ít phụ thuộc hơn vào bạc. Allen, 32 tuổi, cho biết: “Vấn đề với đồng là nó rất dồi dào và thường rẻ hơn bạc khoảng 100 lần“.

 

SunDrive đã huy động được khoảng 7,5 triệu đô la cho đến nay từ Blackbird Ventures và các nhà đầu tư tên tuổi khác. Mike Cannon-Brookes, một trong những người giàu nhất Australia, đã hỗ trợ công ty khởi nghiệp thông qua Grok Ventures của mình; cũng như Shi Zhengrong, cựu giám đốc Suntech Power Holdings Co - đôi khi được gọi là “Vua Mặt trời” vì vai trò quá xuất sắc của ông trong ngành công nghiệp tấm pin năng lượng mặt trời. Công ty cũng nhận được hơn 2 triệu đô la thông qua khoản tài trợ từ Cơ quan Năng lượng Tái tạo Úc, một cơ quan chính phủ có nhiệm vụ thúc đẩy công nghệ xanh.

 

 

Các nhà đồng sáng lập SunDrive Vince Allen và David Hu Nguồn: SunDrive

 

Khoảng 95% các tấm pin mặt trời được cấu tạo từ các tế bào quang điện làm từ các tấm silicon. Để kéo dòng điện từ các tế bào, bạn thường cần phải đấu chúng với các tiếp điểm kim loại. Bạc từ lâu đã là kim loại được lựa chọn vì nó dễ gia công và rất ổn định. Các nhà sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời dựa trên quy trình in lụa tương tự như quy trình được sử dụng để đặt thiết kế trên áo phông, đẩy một lớp keo bạc dày qua lưới và lên các tế bào silicon của họ theo một mô hình cố định. Nếu bạn đã từng nhìn thấy một tế bào năng lượng mặt trời ở gần, thì những đường mỏng, mờ chạy ngang qua nó chính là các điện cực kim loại.

 

Các nhà sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời hiện tiêu thụ tới 20% lượng bạc công nghiệp của thế giới mỗi năm. Khi giá bạc cao, chỉ riêng kim loại có thể chiếm 15% giá tế bào pin. Ngay cả sau một đợt tăng giá lớn trong năm nay, đồng giao dịch với giá hơn 9,000 đô la một tấn ở London. Số bạc tương tự đó sẽ có giá gần 770.000 đô la. Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời sẽ ngày càng cần nhiều bạc hơn khi nó tiếp tục bùng nổ và ở một thời điểm nào đó, những người ủng hộ SunDrive tin rằng, nhu cầu về kim loại này có khả năng sẽ hạn chế sự phổ biến của điện mặt trời cần thiết để giảm lượng khí thải nhà kính.

 

Vấn đề ngăn cản các nhà sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời từ bỏ bạc là đồng không phù hợp với các kỹ thuật sản xuất tiêu chuẩn, một phần vì nó không bám dính tốt với tế bào pin mặt trời. Đồng cũng dễ bị oxy hóa hơn, điều này ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện của nó.

 

 

SunDrive sử dụng đồng thay vì bạc để dẫn điện trong các tế bào pin của họ. Nguồn: SunDrive

 

Đại học New South Wales có một lịch sử lâu đời về những đột phá trong công nghệ năng lượng mặt trời, và Allen đã lấy câu hỏi hóc búa về đồng này làm trọng tâm cho các nghiên cứu sau đại học của mình. Tuy nhiên, thay vì làm việc tại phòng thí nghiệm của trường, Allen nghĩ rằng mình có thể tiến hành các thí nghiệm nhanh hơn bằng cách xây dựng một cơ sở R&D trong nhà để xe. Anh đã dành vài năm để lắp ráp những chiếc máy chứa một hỗn hợp đồng lỏng do chính mình sáng tạo ra và nó có thể lắng cặn vào pin mặt trời theo cách có kiểm soát.

 

Allen nói: “Tôi luôn muốn làm theo sự tò mò của bản thân và thử một loạt các ý tưởng ngẫu nhiên, điên rồ“. "Cần phải thận trọng vì còn có những người hàng xóm, và tôi đang đi lại trong một chiếc áo khoác phòng thí nghiệm với tất cả những hóa chất này."

 

Phải mất hàng trăm lần thử nghiệm, nhưng cuối cùng anh đã phát triển công nghệ giúp cho việc kết dính các đường đồng mỏng trên tế bào pin mặt trời một cách chắc chắn. Anh bắt đầu SunDrive với người bạn cũ của mình, David Hu, 33 tuổi, trong nỗ lực thương mại hóa công nghệ này. Công ty hiện có khoảng 12 nhân viên. Hu, lớn lên ở Trung Quốc và chuyển đến Úc năm 16 tuổi, xử lý các công việc kinh doanh, trong khi Allen gắn bó với khoa học.

 

Ngay trong tuần này, SunDrive nhận được thông báo chính thức rằng họ đã lập kỷ lục về hiệu năng với thiết kế cụ thể của tế bào pin mặt trời chuyển đổi ánh sáng thành điện năng. Kết quả đến từ phân tích của Viện Nghiên cứu Năng lượng Mặt trời Hamelin (ISFH), một tổ chức của Đức được biết đến với việc thực hiện các thử nghiệm như vậy. Con số hiệu suất - 25,54% - có vẻ thấp đối với những người ngoài ngành năng lượng mặt trời. Nhưng đó là một trong những thông số quan trọng để so sánh các tế bào pin.

 

Các nhà sản xuất tế bào pin mặt trời lớn của Trung Quốc đã đứng đầu các kỷ lục về hiệu suất trong nhiều năm. Longi Green Energy Technology Co., công ty đã bán được 8,4 tỷ đô la công nghệ năng lượng mặt trời vào năm ngoái và là một trong những nhà sản xuất lớn nhất thế giới, đã nắm giữ kỷ lục cao nhất trước đó là 25,26%.

 

 

SunDrive hiện có khoảng một chục nhân viên. Nguồn: SunDrive

 

Các công ty khởi nghiệp trong lĩnh vực này của thị trường năng lượng mặt trời rất hiếm vì viễn cảnh khó khăn khi phải cạnh tranh với các công ty khổng lồ sản xuất hàng triệu tế bào pin mặt trời tại các nhà máy lớn và đắt tiền. Các công ty Trung Quốc chiếm ưu thế, với sự kiểm soát tập thể phần lớn năng lực toàn cầu đối với chuỗi cung ứng. Zachary Holman, giáo sư nghiên cứu vật liệu năng lượng mặt trời tại Đại học bang Arizona cho biết: “Vốn cần thiết để thành lập một công ty mới là rất lớn, và thậm chí sau đó nó không phải là một công việc kinh doanh có lợi nhuận khủng khiếp”. Tuy nhiên, ông nói, có một số công ty như SunDrive đang hướng tới những đột phá kỹ thuật có thể giúp họ thử sức. SunDrive “sẽ cần một cái gì đó mới như vậy để cạnh tranh.”

 

Bước tiếp theo của SunDrive sẽ là chứng minh nó có thể sản xuất hàng loạt tế bào pin mặt trời một cách đáng tin cậy và rẻ. “Những gì họ đã thể hiện cho đến nay là hiệu suất cao trên một tế bào,” Holman nói. “Họ chưa cho ra được 10.000 tế bào hiệu suất cao sau quá trình sản xuất kéo dài vài giờ”.

 

Allen và Hu cho biết họ vẫn chưa quyết định con đường chính xác mà họ sẽ đi về phía trước. Có khả năng họ sẽ cố gắng thiết lập quan hệ đối tác với một hoặc nhiều nhà sản xuất lớn hơn là cố gắng xây dựng toàn bộ doanh nghiệp tấm pin năng lượng mặt trời từ đầu. Hu nói: “Chúng tôi có thể mua một phần tế bào pin mặt trời hoàn chỉnh và sau đó hoàn thiện chúng bằng quy trình đồng của mình“.

 

Shi, nhà đầu tư SunDrive có biệt danh là “Vua Mặt Trời”, cho biết sẽ rất khó để tìm đủ bạc với giá cả phải chăng nếu việc kinh doanh năng lượng mặt trời phát triển như dự đoán. Trong thập kỷ tới, ông hy vọng sẽ thấy các nhà sản xuất chuyển sang phân chia 50-50 giữa bạc và đồng trong pin mặt trời. Ông nói: “Việc chuyển đổi sang đồng là điều mà chúng tôi mong muốn từ lâu nhưng đã rất khó thực hiện“.

 

Ông nhớ lại đã đến thăm Allen tại phòng thí nghiệm tự chế của mình và ngạc nhiên trước những gì mà nghiên cứu sinh đã đạt được. “Anh ấy có tất cả những công cụ đơn giản này và những thứ mà anh ấy đã mua từ Amazon,” Shi nói: “Sự đổi mới thực sự liên quan đến cá nhân và đôi khi là đúng thời điểm, chứ không phải ở một công ty lớn với nhiều nguồn lực.”

  

Đọc thêm những bài viết hay về năng lượng tái tạo, đặc biệt Điện mặt trời