Một bước đột phá đáng kể trong công nghệ năng lượng mặt trời thế hệ mới vừa được công bố bởi các nhóm nghiên cứu tại Đại học Waseda và Đại học Toin Yokohama. Họ đã phát triển thành công một "Tế bào năng lượng mặt trời Perovskite chuyển đổi ngược" có khả năng tận dụng hiệu quả vùng cận hồng ngoại (NIR) của quang phổ mặt trời, vốn thường bị các vật liệu quang điện truyền thống bỏ qua.
Thiết kế đổi mới này khắc phục một hạn chế then chốt trong chuyển đổi năng lượng mặt trời, thường được chi phối bởi giới hạn Shockley-Queisser, bằng cách sử dụng một cơ chế chuyển đổi ngược tinh vi. Các nhà nghiên cứu đã cố định một loại thuốc nhuộm hữu cơ gọi là Indocyanine Green (ICG), nổi tiếng với khả năng hấp thụ mạnh ánh sáng cận hồng ngoại, lên bề mặt của các hạt nano chứa ion đất hiếm chuyên biệt.
Cơ chế hoạt động như sau: thuốc nhuộm Indocyanine Green thu nhận các photon cận hồng ngoại yếu (ánh sáng năng lượng thấp). Sau đó, năng lượng này được truyền sang các hạt nano chứa ion đất hiếm, rồi cùng nhau tái phát xạ năng lượng dưới dạng ánh sáng nhìn thấy có năng lượng cao hơn. Lớp perovskite của tế bào năng lượng mặt trời sau đó có thể hấp thụ hiệu quả ánh sáng nhìn thấy vừa được chuyển đổi này. Đây là một bước quan trọng trong việc khai thác một phần rộng hơn của quang phổ mặt trời.
Các chỉ số hiệu suất mà nguyên mẫu này đạt được rất đầy hứa hẹn cho các ứng dụng thực tiễn. Tế bào đã cho thấy Điện áp mạch hở ($V_{\text{oc}}$) gần 1.2 volts và đạt hiệu suất chuyển đổi công suất là hơn 16 percent. Bằng cách khai thác nguồn năng lượng cận hồng ngoại vốn chưa được sử dụng trước đây, phát triển này được kỳ vọng sẽ thúc đẩy thương mại hóa các tế bào năng lượng mặt trời thế hệ mới, có thể dẫn đến hiệu suất cao hơn đáng kể về lâu dài, đặc biệt khi được tích hợp vào kiến trúc tế bào tandem.
