Teadlased saavutasid rekordilise perovskite päikesemooduli stabiilsuse valguse, kuumuse ja UV-stressi korral
Jan 15, 2026
Rahvusvaheline uurimisrühm on saavutanud perovskiit-päikesemooduli rekordilise stabiilsuse valguse, kuumuse ja UV-kiirguse mõjul keemiapõhise-passiveerimistehnoloogiaga, mis on-ühilduv tööstusega. Märkimisväärne on see, et 48 cm2 esitlusmoodul säilitas pärast 5000 h ühe päikesevalguse käes leotamist ja maksimaalset võimsuspunkti (MPP) umbes 95% oma esialgsest efektiivsusest.
"Selle töö peamine uudsus on kaas-kristallitehnoloogia strateegia juurutamine kahe-dimensiooniliste (2D) perovskiitide jaoks, mis põhinevad neutraalsetel molekulidel, mitte tavapärastel ioonsetel mahukatel katioonidel," ütles vastav autor Narges Yaghoobi Nia ajakirjale pv, lisades, et uuring näitas, et neutraalne triasiin, tuntud kui molebensoguaan, võib olla {{3} toimivad "koformeerijatena, et koonduda ioonivahetuse asemel molekulidevaheliste interaktsioonide kaudu stöhhiomeetrilisse 2D perovskiit-ko{5}kristallifaasi".
Uurijad tegid kindlaks, et BGA passiveerib selektiivselt nii halogeniidide kui ka katioonsete vabu kohti perovskiitkomposiitõhukestes kiledes, "moodustades tugevaid Lewise adukte ja molekulidevahelisi sidemeid", toimides multifunktsionaalse ainena.
"Need BGA{0}}põhised 2D-perovskiitkiled blokeerivad tõhusalt ioonide migratsiooni ja lenduvate MA+ katioonide väljaheitmist pikaajalise ümbritseva valgustuse korral," ütlesid teadlased ja lisasid, et stabiilne 2D perovskiitfaas ei muutnud esialgset 3D-perovskiit-stöhhiomeetriat.
Yaghoobi Nia sõnul oli uudne kasutada ka mitte-polaarseid tööstusega-ühilduvaid lahusteid, et vältida 3D-kihi kahjustamist.
Töödeldud kilede demonstreerimine optimeeritud perovskiit-päikesepatareides andis tulemuseks üle 95% efektiivsuse säilimise pärast 5000-tunnist 1-tunnist päikesevalgust ja MPP-tingimusi. Termiliste pingetestide korral oli sihtseadme efektiivsus üle 91% pärast 5000 tundi 85 ° C juures ja üle 98% efektiivsuse säilimine 1000 tunni jooksul pideva UV-kiirguse ja MPP jälgimise all atmosfääritingimustes.
Teadlased valmistasid ka kuni 48 cm² aktiivse alaga mooduleid, mille võimsuse muundamise efektiivsus oli 18,5% ja stabiilsuse tase ületas IEC/ISOS-i kaubanduslikke nõudeid. Väikese-pinnaga päikesepatareide efektiivsus oli 23,4%.
"Meie ka{0}}kristalltehnoloogia meetod näitab nii tõhususe kui ka stabiilsuse selget paranemist võrreldes varem avaldatud tulemustega," märkisid teadlased. "Koos need edusammud lahendavad otseselt ühe viimase peamise takistuse perovskiidi turustamisel: mooduli pikaajaline stabiilsus realistlikes töötingimustes," ütles Yaghoobi Nia.
Valmistatavuse osas loodi ko-kristallide valmistamise protsess ühilduma olemasolevate perovskiidi tootmise töövoogudega.
"Protsessi vaatenurgast on see üks lisasadestamisetapp tavalise 3D-perovskiitkihi peal," selgitas Yaghoobi Nia ja lisas, et see ei nõua keerulist sünteesi, kõrgel temperatuuril töötlemist, vaakumetappe ega uusi kapitalimahukaid tööriistu. "See vähendab tehnoloogiasiirde takistust olemasolevatele PV tootmisliinidele, " märkis ta.
Kahemõõtmeline ko-kristallkiht moodustub mitte-polaarsest lahustist lahuse sadestamisel, millele järgneb kerge termiline lõõmutamine. "Oluline on see, et keerukus on pigem keemiline kui tehnoloogiline. Innovatsioon seisneb molekulaarses disainis ja liideste keemias, mitte täiendavates tootmisetappides. See muudab lähenemise väga atraktiivseks mastaabis-ja tööstuslikuks kasutuselevõtuks," rõhutas Yaghoobi Nia.
Uurimist juhtisid Iritaly Trading Company ja École Polytechnique Fédérale de Lausanne'i (EPFL) meeskond, kellega liitusid Rooma Tor Vergata ülikooli teadlased, Argonne'i riikliku labori, Itaalia{0}}põhise Greatcell Solari ainestruktuuri instituut.
Teadlased hindasid BGA-ga tehtud tööd murranguliseks ühendiks ainulaadsete ka-madala{1}-kristallimõõtmeliste perovskiitfaaside loomiseks, kasutades mitte-polaarseid lahusteid, mille tulemuseks on väga tõhusad ja stabiilsed perovskiitseadmed.
Seda on üksikasjalikult kirjeldatud ajakirjas Nature Energy avaldatud dokumendis "Kahe-kahemõõtmelise perovskiitfaasi projekteerimine perovskiit-päikesemoodulitele, millel on suurem tõhusus ja stabiilsus".
