Bằng sáng chế US12133398B2 của LONGi: Lớp cảm ứng có trật tự đằng sau kỷ lục pin mặt trời thế giới
💡 Tóm tắt nhanh: Công ty LONGi Green Energy Technology Co Ltd (Trung Quốc) sở hữu bằng sáng chế Mỹ US12133398B2 (cấp ngày 29 tháng 10 năm 2024), mô tả hai lớp cảm ứng có trật tự chuyên dụng giúp màng perovskite kết tinh đồng đều trên bề mặt silicon nhám. Đây là một trong những bước đột phá kỹ thuật cốt lõi giải thích vì sao LONGi đạt kỷ lục thế giới 35,5% hiệu suất chuyển đổi quang điện vào tháng 7 năm 2026, được chứng nhận bởi ESTI (Viện Kiểm định Năng lượng Mặt trời châu Âu).
Bằng sáng chế US12133398B2 thực sự bảo hộ điều gì?
Dịch bằng sáng chế và dịch thuật kỹ thuật chuyên nghiệp bắt đầu từ việc hiểu chính xác một bằng sáng chế bảo hộ điều gì. Bằng sáng chế có tên đơn giản là "Tandem cell" (Pin tandem), được cấp bởi Văn phòng Sáng chế và Nhãn hiệu Hoa Kỳ (USPTO) vào ngày 29 tháng 10 năm 2024, với nhà sáng chế duy nhất là Chen Xu. Đơn đăng ký nộp tại Mỹ vào ngày 19 tháng 8 năm 2021, hưởng ngày ưu tiên từ ngày 20 tháng 8 năm 2020. Vấn đề cốt lõi mà bằng sáng chế này giải quyết là: khi bạn cố gắng phủ một lớp tế bào pin mặt trời perovskite lên mặt tấm wafer silicon có kết cấu nhám, bề mặt gồ ghề hình tháp kim tự tháp khiến perovskite kết tinh hỗn loạn, tạo ra nhiều khuyết tật. Mỗi khuyết tật là một bẫy nơi điện tử và lỗ trống tái kết hợp trước khi có thể tạo ra điện năng, làm giảm hiệu suất.
Giải pháp của bằng sáng chế là hai lớp cảm ứng có trật tự mỏng được chèn giữa tế bào đáy silicon và tế bào đỉnh perovskite. Lớp thứ nhất nằm giữa tế bào đáy silicon và lớp vận chuyển lỗ trống; lớp này dùng các phân tử hình que (như BPTT) hoặc oxit kim loại như oxit kẽm xếp thẳng đứng qua đóng gói chặt, tạo thành kênh hình học có trật tự cao hướng lớp vận chuyển lỗ trống phía trên lắng đọng với độ kết tinh cao hơn và ít ranh giới hạt hơn. Lớp thứ hai nằm giữa lớp vận chuyển lỗ trống và chất hấp thụ perovskite; lớp này dùng muối amoni hữu cơ hoặc hợp chất chì vô cơ (oxit chì, iodua chì, bromua chì) có cấu trúc hóa học gần với perovskite, tạo điều kiện kết tinh với độ khớp cấu trúc tốt hơn nhiều. Kết quả là toàn bộ màng perovskite cư xử như một tinh thể đồng nhất thay vì mảnh vá hỗn độn, và sự đồng nhất đó chính là hiệu suất. Cầu nối kỹ thuật giữa hai lớp trung gian này là điều quyết định mọi bước tối ưu hóa tiếp theo.
Bài toán gốc: Vì sao bề mặt nhám của silicon lại khó khắc phục đến vậy?
Các tế bào pin mặt trời silicon được chế tạo bằng cách ăn mòn bề mặt tấm wafer thành kết cấu hình tháp kim tự tháp vi mô. Các tháp đó tán xạ ánh sáng, giảm phản xạ và tăng lượng năng lượng photon mà tế bào hấp thụ. Nhưng chính những tháp đó khiến việc phủ một lớp perovskite đồng đều lên trên trở nên cực kỳ khó khăn, tương tự như trải một tấm thảm phẳng lên một căn phòng đầy những núi nhỏ.
Giới hạn lý thuyết Shockley-Queisser giới hạn hiệu suất của pin mặt trời silicon đơn tiếp giáp ở khoảng 33,7%. Một tấm pin tandem perovskite-silicon, bằng cách xếp chồng hai chất hấp thụ thu hoạch các phần khác nhau của quang phổ mặt trời, về lý thuyết có thể vượt 43%. Thu hẹp khoảng cách đó chủ yếu là thách thức kỹ thuật về vật liệu và giao diện, và đó chính xác là điều mà bằng sáng chế US12133398B2 giải quyết. Đây cũng là lý do tại sao bằng sáng chế này quan trọng không chỉ với LONGi mà với cả ngành.
Bằng sáng chế này phụ thuộc vào điều gì và có thể mở ra gì?
US12133398B2 nằm trong một vòng đổi mới rộng hơn. Về phía đầu vào, nó phụ thuộc vào tế bào silicon dị tiếp giáp (HJT) chất lượng cao, hóa học chất hấp thụ perovskite tinh khiết, và thiết bị phủ màng mỏng chính xác. Về phía đầu ra, nó tạo nền móng cho công nghệ mới hơn của LONGi là phân tử tự lắp ráp không đối xứng HTL201, được ghi trong đơn đăng ký bằng sáng chế CN117603266A (nộp tại Trung Quốc) và công bố trong bài báo trên tạp chí Nature tháng 7 năm 2025 với 54 tác giả (trong đó 40 người từ LONGi). Kết hợp các lớp cảm ứng có trật tự với phương pháp SAM không đối xứng giải thích phần lớn hành trình hiệu suất của LONGi từ 33,9% (năm 2023) lên 35,5% (tháng 7/2026).
Nếu phương pháp này có thể mở rộng lên diện tích lớn, thách thức kỹ thuật lớn nhất hiện còn chưa giải quyết, nó sẽ đưa hiệu suất mô-đun tandem vượt xa những gì silicon đơn thuần có thể cung cấp. Đây là lý do tại sao cuộc chạy đua IP đang hình thành quyết định ai có thể sản xuất thế hệ pin mặt trời tiếp theo mà không phải trả phí bản quyền.
Vì sao tháng 7 năm 2026 là bước ngoặt của ngành?
Kết quả 35,5%, được chứng nhận bởi Viện Kiểm định Năng lượng Mặt trời châu Âu (ESTI, thuộc Trung tâm Nghiên cứu Chung của Ủy ban châu Âu tại Ý) và công bố ngày 14 tháng 7 năm 2026, quan trọng vì ba lý do. Thứ nhất, đây là kết quả được chứng nhận độc lập đầu tiên vượt 35% cho tế bào tandem hai đầu cuối. Thứ hai, nó là một phần của quỹ đạo tăng liên tục không ngừng: LONGi di chuyển từ 34,85% (tháng 4/2025) lên 35,5% trong khoảng 15 tháng. Thứ ba, khoảng cách giữa đầu bảng và đối thủ gần nhất đang thu hẹp lại: JinkoSolar đạt 34,82% vào tháng 6 năm 2026, được chứng nhận bởi Viện Microsystem và Công nghệ Thông tin Thượng Hải của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Khoảng cách giữa hai công ty chưa đến một điểm phần trăm.
Sản xuất đại trà vẫn còn nhiều năm nữa mới đến. LONGi tuyên bố vào giữa năm 2026 rằng họ chưa có kế hoạch sản xuất thương mại tế bào tandem, viện dẫn những thách thức chưa được giải quyết về phủ diện tích lớn, đóng gói bền lâu, ổn định dài hạn và chi phí. Nhưng kỷ lục phòng thí nghiệm thường dẫn trước thương mại hóa khoảng năm đến mười năm trong lịch sử năng lượng mặt trời, và kỷ lục đó đang di chuyển nhanh.
Ai đứng sau bằng sáng chế này và nó đe dọa ai?
LONGi Green Energy Technology Co., Ltd. có trụ sở tại Tây An, Trung Quốc, là nhà sản xuất tấm wafer silicon đơn tinh thể lớn nhất thế giới. Bài báo trên Nature tháng 7/2025 với 54 tác giả có đến 40 người từ LONGi, số còn lại từ Đại học Tô Châu, CNITECH (Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc), Đại học Bách khoa Hồng Kông, Đại học Công nghệ Bắc Kinh và Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc. Oxford PV đã cấp phép danh mục hơn 400 bằng sáng chế perovskite cho First Solar vào tháng 2/2026 cho thị trường Mỹ và cho Trina Solar năm 2025 cho thị trường Trung Quốc.
| Thông tin | Chi tiết |
|---|---|
| Số bằng sáng chế | US12133398B2 |
| Tên sáng chế | Tandem cell (Pin tandem) |
| Đơn vị sở hữu | Longi Green Energy Technology Co Ltd |
| Nhà sáng chế | Chen Xu |
| Ngày ưu tiên | 20 tháng 8 năm 2020 |
| Ngày nộp đơn (Mỹ) | 19 tháng 8 năm 2021 |
| Ngày cấp bằng | 29 tháng 10 năm 2024 |
| Thẩm quyền | Hoa Kỳ (USPTO) |
| Yêu cầu bảo hộ cốt lõi | Hai lớp cảm ứng có trật tự cho phép kết tinh perovskite chất lượng cao trên silicon có kết cấu nhám |
Dịch bằng sáng chế trong cuộc đua sở hữu trí tuệ năng lượng mặt trời
US12133398B2 là sáng chế xuất xứ từ Trung Quốc được nộp vào hệ thống Mỹ. Oxford PV nộp đơn từ Anh vào hệ thống Mỹ, EPO và PCT. JinkoSolar nộp chủ yếu tại Trung Quốc với các mở rộng PCT. Với bất kỳ nhà sản xuất, cơ quan chính phủ hay tổ chức nghiên cứu nào tại Việt Nam muốn cấp phép các công nghệ này hoặc thách thức một yêu cầu bảo hộ, ngôn ngữ kỹ thuật của các yêu cầu bảo hộ phải được dịch chính xác. Các thuật ngữ như lớp cảm ứng có trật tự, tương tác Van der Waals, hiệu ứng epitaxial yếu, muối amoni hữu cơ hay phân tử hình que là các yếu tố yêu cầu bảo hộ chính xác, nơi chỉ một sai dịch nhỏ có thể làm thay đổi phạm vi bảo hộ. Dịch bằng sáng chế và dịch thuật kỹ thuật chuyên nghiệp không phải thủ tục hành chính mà là một công cụ pháp lý thực sự.
Vậy điều này có nghĩa gì với chúng ta?
Kỷ lục thế giới 35,5% xác nhận rằng công nghệ pin tandem perovskite-silicon là thực sự, có thể tái hiện, và vẫn đang tiến bộ. Bằng sáng chế US12133398B2 là một trong những viên gạch kỹ thuật đã được xác minh trong nền móng đó. Điều còn lại là bước nhảy công nghiệp từ tế bào phòng thí nghiệm được chứng nhận sang mô-đun thương mại bền lâu, giá cả hợp lý, và bước nhảy đó sẽ mất nhiều năm và nhiều thế hệ IP nữa.
Với các chuyên gia IP và luật sư bằng sáng chế đang làm việc tại khu vực Châu Á - Thái Bình Dương, lĩnh vực pin mặt trời tandem đang tạo ra lượng lớn hồ sơ bằng sáng chế xuyên quốc gia cần dịch thuật chuyên nghiệp: dịch bằng sáng chế, dịch thuật kỹ thuật, dịch sở hữu trí tuệ và dịch tài liệu kỹ thuật Anh - Việt khi các hồ sơ này tiến vào thị trường Đông Nam Á.
Câu hỏi thường gặp
Pin tandem perovskite-silicon hiệu quả hơn pin silicon thông thường vì sao?
Pin silicon thông thường chỉ hấp thụ photon trong một dải năng lượng hạn chế. Pin tandem xếp chồng hai chất hấp thụ: lớp perovskite đỉnh thu các photon năng lượng cao (ánh sáng xanh), lớp silicon đáy thu các photon năng lượng thấp hơn (ánh sáng đỏ). Cùng nhau, chúng khai thác nhiều hơn quang phổ mặt trời, nâng giới hạn lý thuyết từ khoảng 33,7% (silicon đơn) lên hơn 43%.
Lớp cảm ứng có trật tự trong bằng sáng chế LONGi là gì?
Đó là một lớp phân tử hoặc oxit kim loại mỏng được phủ giữa tế bào silicon đáy và tế bào perovskite đỉnh. Các phân tử hình que xếp thẳng đứng và đóng gói chặt, tạo thành khuôn mẫu hướng màng perovskite kết tinh theo cấu trúc có trật tự hơn với ít khuyết tật hơn. Ít khuyết tật đồng nghĩa ít mất năng lượng do tái kết hợp điện tử-lỗ trống, trực tiếp tăng hiệu suất tế bào.
Hiệu suất 35,5% này có đang được bán thương mại không?
Chưa. Kết quả 35,5% là phép đo trong phòng thí nghiệm trên một thiết bị diện tích nhỏ. LONGi tuyên bố vào giữa năm 2026 rằng họ chưa có kế hoạch sản xuất thương mại tế bào tandem, với những thách thức còn tồn tại về phủ diện tích lớn, đóng gói, ổn định dài hạn và chi phí. Mô-đun tandem thương mại quy mô lớn có thể vẫn còn nhiều năm nữa.
Ai nắm nhiều bằng sáng chế perovskite nhất toàn cầu?
Oxford PV (Anh) tuyên bố hơn 400 bằng sáng chế được cấp trong lĩnh vực pin mặt trời perovskite, danh mục lớn nhất của một công ty. Các nhà sản xuất Trung Quốc gồm LONGi, Trina Solar và Aiko Solar cũng đang nộp đơn tích cực kể từ năm 2022.
Tại sao dịch bằng sáng chế lại quan trọng trong lĩnh vực công nghệ mặt trời?
Các bằng sáng chế năng lượng mặt trời được nộp trên nhiều thẩm quyền: Trung Quốc, Mỹ, châu Âu và WIPO. Khi một công ty tại Việt Nam muốn cấp phép bằng sáng chế, thách thức yêu cầu bảo hộ trong vụ vi phạm, hoặc bảo vệ bản thân khỏi kiện tụng, ngôn ngữ yêu cầu kỹ thuật phải được dịch chính xác sang tiếng Việt. Đây là lý do tại sao dịch bằng sáng chế và dịch thuật kỹ thuật chuyên nghiệp không thể thiếu trong chiến lược IP xuyên biên giới.
Nguồn
Google Patents: US12133398B2 - Longi Green Energy (cấp tháng 10/2024)
pv-magazine: LONGi kỷ lục thế giới 35,5% (tháng 7/2026)
pv-magazine: JinkoSolar 34,82% (tháng 6/2026)
Solar Power World: First Solar - giấy phép Oxford PV (tháng 2/2026)
Về tác giả
Đào Huy (Lucas) là dịch giả chuyên nghiệp chuyên dịch Anh, Trung, Pháp sang tiếng Việt, với hơn 7 năm kinh nghiệm trong dịch thuật kỹ thuật, dịch bằng sáng chế và tài liệu sở hữu trí tuệ. Sự bùng nổ của danh mục IP pin mặt trời perovskite trên các thẩm quyền Mỹ, châu Âu và PCT đang tạo ra nhu cầu ngày càng lớn cho dịch sở hữu trí tuệ chính xác phục vụ đàm phán cấp phép và các hồ sơ pháp lý tại thị trường Việt Nam.
Nếu tổ chức của bạn cần dịch sang tiếng Việt các bằng sáng chế công nghệ mặt trời, tài liệu kỹ thuật hay hồ sơ IP, Đào Huy cung cấp dịch vụ dịch bằng sáng chế và bản địa hóa công nghệ chuyên nghiệp. Yêu cầu báo giá tại daohuy.com.
Written by Dao Huy (Lucas), Vietnamese translator & localization specialist (EN · ZH · FR → Vietnamese). See translation services →