Группа китайских исследователей и инженеров продемонстрировала, что полноразмерные перовскитные солнечные панели способны выдерживать реальные погодные условия, при этом превосходя по выработке традиционные кремниевые аналоги. Результаты испытаний опубликованы в журнале Nature 12 августа 2026 года.
Для проверки работы перовскитных модулей в реальных условиях эксплуатации исследовательская команда Нанкинского университета установила перовскитную фотоэлектрическую систему мощностью 1 МВт и кристаллическую кремниевую (TOPCon) систему мощностью 3,5 МВт на одной крупной наземной электростанции. Сравнительный мониторинг проводился в течение трёх месяцев.
По данным Нанкинского университета, перовскитный массив вырабатывал на 3,42 процента больше электроэнергии в сутки на единицу установленной мощности в марте, на 3,79 процента больше в апреле и на 5,81 процента больше в мае. С повышением весенних температур преимущество перовскитных панелей росло.
Панели площадью 0,72 квадратного метра показали стабильную выходную мощность 158,4 ватта в условиях стандартизированного тестирования. Это соответствует сертифицированной эффективности 22,0 процента по полной площади – рекорд для перовскитного оборудования метрового масштаба. Исследование возглавили Сяо Кэ и Хайжэнь Тан из Нанкинского университета совместно с инженерами солнечной компании Renshine.
Перовскитные соединения поглощают солнечный свет и генерируют электрический ток, при этом их обработка стоит значительно дешевле, чем очищенного кремния, поскольку производители могут наносить их из жидких чернил. Однако масштабирование этих материалов от небольших лабораторных образцов до коммерческих панелей обычно приводит к значительным потерям мощности.
Микроскопические дефекты на поверхности кристалла захватывают электрические заряды, не позволяя энергии достигать электрической сети. В более ранней работе, опубликованной в журнале Science, команда из Нанкина смогла вырастить плоские кристаллические плёнки на больших площадях, но поверхностные дефекты ограничивали эффективность панелей на уровне 17,2 процента.
Инженеры обычно пытаются устранить эти дефекты, покрывая поверхность кристалла солями галогенида аммония. Эта методика работает в лабораторных условиях, но на фабричных производственных линиях она создаёт две серьёзные проблемы. Соли аммония быстро разлагаются при контакте с влажным воздухом, что вынуждает производителей строить дорогостоящие производственные линии с инертным газом. Кроме того, жидкость неравномерно покрывает большие листы, оставляя незащищённые участки, которые деградируют под воздействием яркого солнечного света.
Исследование решило обе проблемы, изменив рецептуру растворителя, используемого для выращивания кристаллов. Учёные смешали три жидкости – 2-метоксиэтанол, 1,3-диоксолан и диметилсульфоксид, – чтобы контролировать процесс высыхания плёнки в вакуумной камере. Эта жидкая смесь заставляет защитный слой формиата йодида аммония естественным образом собираться на верхней поверхности кристалла.
Затем команда обработала поверхность органическими солями карбоксилата свинца. Свинцовое соединение равномерно покрывает лист площадью 0,72 квадратного метра, герметизируя атомные зазоры и блокируя попадание влаги из окружающей среды без необходимости использования инертной атмосферы.
Ускоренные экологические стресс-тесты подтвердили физическую прочность нового покрытия. Техники помещали панели в испытательную камеру с температурой 85 градусов Цельсия и влажностью 85 процентов на 1300 часов. Панели со стандартным аммониевым покрытием потеряли 39 процентов мощности, тогда как модули со свинцовой обработкой – лишь два процента. Оборудование также успешно прошло 300 быстрых термических циклов при температуре от минус 40 до 85 градусов Цельсия без измеримых потерь мощности.
