Výskumníci dosiahli rekordnú stabilitu perovskitového solárneho modulu pod svetlom, teplom a UV stresom
Jan 15, 2026
Medzinárodný výskumný tím dosiahol rekordnú stabilitu perovskitového solárneho modulu pod vplyvom svetla, tepla a UV žiarenia pomocou chemickej -pasivačnej technológie, ktorá je-kompatibilná s odvetvím. Predovšetkým demonštračný modul s plochou 48 cm2 si zachoval približne 95 % svojej pôvodnej účinnosti po 5 000 hodinách 1 slnečného žiarenia a maximálneho bodu výkonu (MPP).
„Kľúčovou novinkou tejto práce je zavedenie stratégie ko-kryštálového inžinierstva pre dvoj-dimenzionálne (2D) perovskity založenej na neutrálnych molekulách, a nie na konvenčných iónových objemných katiónoch,“ povedal zodpovedajúci autor Narges Yaghoobi Nia pre magazín pv a dodal, že štúdia preukázala, že neutrálne triazínové-molekuly pôsobia ako „molekuly na báze benzoanu, známe ako aminové látky na báze benzogu“ (BGAgu). stechiometrická 2D perovskitová ko-kryštalická fáza prostredníctvom medzimolekulových interakcií namiesto iónovej výmeny.“
Výskumníci zistili, že BGA selektívne pasivoval halogenidové aj katiónové voľné miesta v tenkých filmoch perovskitových kompozitov „vytváraním silných Lewisových aduktov a medzimolekulových väzieb“, ktoré pôsobia ako multifunkčné činidlo.
„Tieto 2D perovskitové filmy založené na BGA{0}} účinne blokujú migráciu iónov a uvoľňovanie prchavých katiónov MA+ pri predĺženom osvetlení okolia,“ uviedli vedci a dodali, že stabilná 2D perovskitová fáza nezmenila pôvodnú 3D perovskitovú stechiometriu.
Podľa Yaghoobi Nia bolo tiež nové používať -nepolárne, priemyselne-kompatibilné rozpúšťadlá, aby sa predišlo poškodeniu 3D vrstvy.
Demonštrácia ošetrených filmov v optimalizovaných perovskitových solárnych článkoch viedla k zachovaniu účinnosti viac ako 95 % po 5 000 hodinách namáčania 1 slnečným svetlom a podmienkach MPP. Pri tepelných záťažových testoch malo cieľové zariadenie viac ako 91% zachovanie účinnosti po 5000 hodinách pri 85 °C a viac ako 98% zachovanie účinnosti po 1000 hodinách nepretržitého vystavenia UV žiareniu a sledovanie MPP pri atmosférických podmienkach.
Výskumníci tiež vyrobili moduly s aktívnou plochou až 48 cm², ktoré mali 18,5% účinnosť premeny energie a úrovne stability nad rámec komerčných požiadaviek IEC/ISOS. Malé-slnečné články mali účinnosť 23,4 %.
„Naša metóda ko-kryštálového inžinierstva ukazuje jasné zlepšenie účinnosti aj stability v porovnaní s predtým publikovanými výsledkami,“ poznamenali výskumníci. „Spoločne tieto pokroky priamo riešia jednu z posledných veľkých prekážok komercializácie perovskitu: dlhodobú-stabilitu modulu za reálnych prevádzkových podmienok,“ povedal Yaghoobi Nia.
Čo sa týka vyrobiteľnosti, proces ko-kryštálového inžinierstva bol navrhnutý tak, aby bol kompatibilný s existujúcimi pracovnými postupmi výroby perovskitu.
„Z hľadiska procesu ide o jeden dodatočný krok nanášania na štandardnú 3D vrstvu perovskitu,“ vysvetlil Yaghoobi Nia a dodal, že nevyžaduje zložitú syntézu, -vysokoteplotné spracovanie, vákuové kroky ani nové kapitálovo-náročné nástroje. "To znižuje bariéru prenosu technológie na existujúce výrobné linky PV," poznamenala.
2D ko{1}}kryštálová vrstva je vytvorená nanášaním roztoku z nepolárneho rozpúšťadla, po ktorom nasleduje mierne tepelné žíhanie. "Dôležité je, že zložitosť je skôr chemická než technologická. Inovácia spočíva v molekulárnom dizajne a chémii na rozhraní, nie v pridaných výrobných krokoch. Vďaka tomu je tento prístup veľmi atraktívny pre-rozšírenie a priemyselné prijatie," zdôraznil Yaghoobi Nia
Výskum viedol tím z Iritaly Trading Company a École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), ku ktorým sa pripojili výskumníci z University of Rome Tor Vergata, Inštitút štruktúry hmoty, Argonne National Laboratory, Taliansko-so sídlom Greatcell Solar.
Výskumníci vyhodnotili prácu s BGA ako „prevratnú zlúčeninu na realizáciu jedinečných ko-kryštálových nízko{1}}dimenzionálnych fáz perovskitu pomocou nepolárnych rozpúšťadiel, čo vedie k vysoko účinným a stabilným perovskitovým zariadeniam.“
Podrobne je to opísané v časti „Ko-kryštálové inžinierstvo dvoj-dimenzionálnej perovskitovej fázy pre perovskitové solárne moduly so zlepšenou účinnosťou a stabilitou“, publikované v Nature Energy.
