Buồn của Nhật Bản: Pin mặt trời uốn cong do chính mình phát triển đã bị Trung Quốc sao chép, chuẩn bị dẫn đầu sản xuất hàng loạt, vốn đầu tư lớn chưa từng thấy

Cụ thể, công ty khởi nghiệp UtmoLight sắp hoàn thành nhà máy trị giá 3 tỷ nhân dân tệ (424 triệu USD) tại Vô Tích, tỉnh Giang Tô để sản xuất pin mặt trời perovskite đầu tiên trên thế giới đạt công suất gigawatt. Khu đất rộng khoảng 1.153 mét vuông sẽ là nơi đặt các dây chuyền sản xuất, trung tâm nghiên cứu và nhà kho.

Cách khoảng 1.000 km về phía nam tại Hạ Môn, tỉnh Phúc Kiến, Micro Nano Technology cũng đang xây dựng một nhà máy công suất 100 megawatt dự kiến bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm tới. Theo Nikkei Asia, ít nhất 6 dự án xây dựng liên quan đến perovskite đang được tiến hành tại Trung Quốc. Tại Côn Sơn, tỉnh Giang Tô, GCL Optoelectronic đã khởi công xây dựng một nhà máy sản xuất pin mặt trời perovskite vào tháng 12.

Các khoản đầu tư đang được thúc đẩy bởi dòng tiền các nhà đầu tư mong đợi sự phát triển nhanh chóng của công nghệ và mở rộng thị trường. Khi pin mặt trời perovskite được phát minh vào năm 2009, chúng chỉ có thể chuyển đổi 3,8% ánh sáng mặt trời thành điện. Để so sánh, các sản phẩm hiện tại dù vẫn đang ở cấp độ nguyên mẫu, song mức độ chuyển đổi đã tăng lên tới 26%, gần đạt đến giới hạn trên lý thuyết là 33%.

Theo công ty Precedence Research của Canada, thị trường pin mặt trời perovskite dự kiến sẽ tăng lên 2,4 tỷ USD vào năm 2032, gấp 26 lần quy mô năm 2022.

Trong số các công ty Nhật Bản, Sekisui Chemical đang cân nhắc mua lại một phần nhà máy Sharp đặt tại Sakai, gần Osaka, với mục tiêu thương mại hóa pin mặt trời perovskite vào năm tới. Panasonic Holdings cũng có kế hoạch thâm nhập thị trường vào năm 2026, trong khi EneCoat Technologies, một công ty khởi nghiệp từ Đại học Kyoto, đã huy động được 5,5 tỷ yên (38,4 triệu USD) từ một quỹ đầu tư thuộc Toyota Motor. Công ty có kế hoạch bắt đầu vận hành nhà máy sản xuất hàng loạt sớm nhất vào năm 2026.

Công nghệ có nguồn gốc từ Nhật Bản, song nhà phát minh Miyasaka đã chọn không xin cấp bằng sáng chế ở nước ngoài cho các thành phần cơ bản, cho phép các quốc gia khác như Trung Quốc dẫn đầu mục tiêu sản xuất hàng loạt. Các công ty Trung Quốc đang đầu tư ở quy mô lớn hơn so với các đối tác Nhật Bản.

Đặc điểm đáng chú ý nhất của pin perovskite là khả năng uốn cong. Hiệu quả tạo ra điện cũng có lợi thế lớn so với loại pin mặt trời silicon thông thường. Trong các thử nghiệm của DaZheng, các ô perovskite có hiệu suất vượt trội hơn so với các ô silicon về tổng sản lượng điện mỗi năm bởi chúng có thể tạo ra điện ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu như những ngày nhiều mây, vào sáng sớm hoặc lúc chạng vạng.

Được biết, các công ty Trung Quốc kiểm soát hơn 80% chuỗi cung ứng toàn cầu đối với các tấm pin mặt trời silicon. Thị phần polysilicon của Trung Quốc, vật liệu cốt lõi trong quá trình sản xuất các tấm pin, thậm chí còn cao hơn.

“Ở Trung Quốc, loại hình tập trung, trong đó các ô pin mặt trời được trải rộng trên một diện tích đất rộng, rất phổ biến”, Tổng giám đốc DaZheng Ma Chen cho biết. “Tuy nhiên, nếu muốn đặt trên các bức tường ngoài toà nhà khu vực đô thị, chúng ta sẽ cần những loại hình phân tán, chẳng hạn như các ô perovskite”.

Với việc perovskite được coi là thế hệ pin mặt trời tiếp theo, dòng tiền đang đổ vào ồ ạt. Công ty sản xuất pin hàng đầu Trung Quốc Contemporary Amperex Technology Co. Ltd., Tencent Holdings và công ty đầu tư nhà nước Singapore Temasek Holdings đã đầu tư vào GCL Optoelectronic. DaZheng đã nhận được khoản tài trợ từ Mizuho Leaguer Investment (MLI), một công ty đầu tư mạo hiểm do Mizuho Financial Group và nhà sản xuất vật liệu Trung Quốc Shenzhen Leaguer Group cùng thành lập.

“Chúng tôi hy vọng khoản đầu tư của mình sẽ giúp ích cho sự phát triển của thị trường Nhật Bản và trên toàn thế giới”, một giám đốc đầu tư cấp cao tại MLI cho biết.

Còn nhiều rào cản phía trước. Về mặt sản xuất, rất khó để phủ một lớp perovskite mỏng, đồng đều lên các tấm nền. Việc sản xuất hàng loạt các tấm nền lớn cũng khá khó khăn.

Hiện tại, perovskite đã bắt kịp, thậm chí vượt qua các đối thủ silicon, với tỷ lệ chuyển đổi năng lượng cao tới 25% hoặc hơn, theo dữ liệu của Bộ Năng lượng Mỹ. Để so sánh, tỷ lệ đối với các tấm silicon thương mại thông thường rơi vào khoảng 18% đến 22%

Thách thức hiện nay là giảm chi phí sản xuất cũng như giải quyết vấn đề về độ ẩm. Các nhà phát triển perovskite cho rằng tính linh hoạt khiến chúng trở nên khác biệt và nhẹ hơn. Lớp perovskite tinh thể chỉ dày 1 micron, giúp tạo ra 1 tế bào có trọng lượng bằng 1/10 và độ dày bằng 1/20 so với pin mặt trời hiện tại. Ngoài ra, chúng có thể được lắp đặt trên tường hoặc các bề mặt cong; tạo được ra điện dưới điều kiện ánh nắng yếu, ngay cả trong nhà.

“Giả sử bạn sống trong một căn hộ chung cư và không có mái nhà riêng. Bạn vẫn có thể đặt pin mặt trời perovskite trên ban công của mình. Hãy coi nó như một thiết bị gia dụng”, Miyasaka, giáo sư tại Đại học Toin của Yokohama, người trước đây từng làm việc tại Fujifilm, cho biết.

Sekisui Chemical, nhà cung cấp cho các hãng sản xuất màn hình, đang giải quyết vấn đề độ ẩm, đồng thời thử nghiệm perovskite ngoài trời trên các bề mặt không phù hợp với tấm silicon. Ga xe lửa và các cơ sở công cộng khác đang được cân nhắc.

Nhiều kỹ sư tin rằng Nhật Bản có lợi thế về công nghệ - những phát minh đòi hỏi sự khéo léo và chính xác cực kỳ cao. “Cấu tạo càng khó thì người Trung Quốc càng khó sao chép”, Miyasaka, nhà phát minh ra perovskite, cho biết.

Theo: Nikkei Asia, WSJ