Екип от китайски изследователи и инженери от производствени предприятия доказа, че соларните панели от перовскит в реален размер могат да издържат на реалните атмосферни условия, като същевременно надминават производителността на конвенционалните силициеви соларни панели.

За да провери ефективността на перовскитните модули в реална работна среда, изследователският екип инсталира 1 MW перовскитна фотоволтаична система и 3,5 MW кристално-силициева (TOPCon) фотоволтаична система в една и съща мащабна наземна електроцентрала и проведе сравнително наблюдение в продължение на три месеца. Перовскитовата система генерира с 3,42% повече електроенергия дневно на единица инсталирана мощност през март, с 3,79% повече през април и с 5,81% повече през май, като увеличаваше преднината си с повишаването на пролетните температури.

Методът на производство, използван при теста беше публикуван в авторитетното списание Nature на 12 август. Изследването беше ръководено от Сяо Ке и Хайрен Тан от Университета в Нанкин, които работиха съвместно с инженери от соларната компания Renshine.

Техните панели с площ 0,72 квадратни метра произведоха 158,4W стабилна електрическа мощност при стандартизирани тестове. Тази производителност съответства на сертифицирана ефективност за цялата площ от 22,0%, с което се поставя рекорд за перовскитните съоръжения.

Перовскитните съединения абсорбират слънчевата светлина и генерират електрически ток, но тяхната обработка струва значително по-малко в сравнение с рафинирания силиций, тъй като производителите могат да ги отпечатват от течни мастила. Въпреки това, преминаването от миниатюрни лабораторни чипове към търговски панели обикновено води до значителни загуби на енергия. Микроскопичните дефекти по повърхността на кристала задържат електрическите заряди, като по този начин пречат на енергията да достигне до електроенергийната мрежа.

Инженерите в областта на слънчевата енергетика обикновено се опитват да отстранят тези дефекти, като покриват повърхността на кристала с амониеви халидни соли. Тази техника работи в лабораторни условия, но създава два сериозни проблема на производствените линии в заводите. Амониевите соли се разграждат бързо при контакт с влажен въздух, което принуждава фабриките да изграждат скъпи производствени линии, запълнени с инертен газ. Освен това течността не успява да покрие равномерно големи листове, оставяйки незащитени участъци, които се разграждат под силна слънчева светлина.

Изследването реши и двата проблема чрез промяна на състава на разтворителя, използван за отглеждане на кристалите. Изследователите смесиха три течности – 2-метоксиетанол, 1,3-диоксолан и диметилсулфоксид, за да контролират начина, по който слоят изсъхва във вакуумната камера. Тази течна смес кара защитен слой от формамидиниев йодид да се натрупва естествено върху горната повърхност на кристала.

След това екипът третира тази повърхност с органични оловни карбоксилатни соли. Оловното съединение покрива равномерно целия лист с площ 0,72 квадратни метра, запечатвайки атомните празнини и блокирайки влагата от околната среда, без да се налага използването на инертна атмосфера. Ускорените тестове за екологично натоварване потвърдиха физическата издръжливост на новото покритие. Техниците поставиха панелите в тестова камера, настроена до 85 градуса по Целзий, при 85% относителна влажност за период от 1300 часа.

Панелите със стандартни амониеви покрития загубиха 39% от мощността си, докато модулите, третирани с олово загубиха едва 2%. Устройствата издържаха и 300 бързи термични цикъла при температури между -40 и +85 градуса по Целзий, без измерима загуба на мощност.