QAZAQ GREEN. Исследователи Нанкинского университета совместно с производственной командой Renshuo Photonics разработали новый способ пассивации поверхности перовскитных солнечных модулей. Технология позволила создать модуль площадью 0,72 кв. м с сертифицированной эффективностью 22%.
Исследование опубликовано в журнале Nature. Ученые также провели испытания в реальных условиях на крупной наземной солнечной электростанции. По итогам трехмесячного мониторинга перовскитная система показывала более высокую удельную выработку электроэнергии, чем установленная на той же площадке кремниевая система TOPCon.
Перовскитные солнечные элементы считаются одной из перспективных технологий следующего поколения. Они могут обеспечивать высокую эффективность и потенциально производиться с использованием относительно недорогих методов нанесения раствора. Однако переход от небольших лабораторных элементов к крупноформатным модулям остается сложной задачей.
Одним из ограничений до сих пор были материалы для пассивации поверхности. Традиционные аммониевые галогениды помогают снижать количество дефектов в перовскитной пленке, но чувствительны к влаге, а их равномерное нанесение на большую площадь затруднено.
Китайские исследователи предложили сначала сформировать на поверхности перовскитной пленки слой, обогащенный органическими солями, а затем обработать его карбоксилатом свинца. Для формирования защитного слоя использовалась смесь 2-метоксиэтанола, 1,3-диоксолана и диметилсульфоксида в сочетании с вакуумной кристаллизацией.
По данным исследования, карбоксилат свинца образует прочные химические связи с поверхностью перовскита. Это позволяет эффективнее контролировать границу раздела и улучшает перенос заряда.
На первом этапе ученые изготовили модуль площадью 810 кв. см с сертифицированной эффективностью 24%. Затем они создали модуль размером 1,2 × 0,6 м с полной площадью 0,72 кв. м. Его сертифицированная эффективность составила 22%, а стабильная выходная мощность — 158,4 Вт.
Новая технология также повысила устойчивость модулей. В испытаниях при температуре 85°C и относительной влажности 85% за 1300 часов эффективность модуля с традиционным аммониевым пассиватором снизилась на 39%, тогда как модуль с карбоксилатом свинца потерял около 2%. При 300 циклах температурных испытаний в диапазоне от −40°C до 85°C новый модуль практически не потерял эффективности.
Модуль также прошел полный цикл сертификационных испытаний по стандартам IEC 61215 и IEC 61730, которые применяются для оценки надежности фотоэлектрических модулей.
В ходе полевых испытаний исследователи сравнивали перовскитную систему мощностью 1 МВт с кремниевой системой TOPCon мощностью 3,5 МВт. С марта по май 2026 года удельная выработка перовскитной системы была выше на 3,42% в марте, 3,79% в апреле и 5,81% в мае. Преимущество увеличивалось по мере роста температуры и интенсивности солнечного излучения.
По мнению исследователей, результаты демонстрируют потенциал технологии для дальнейшего масштабирования и коммерческого применения.