Číňania vytvorili veľký solárny panel s rekordnou účinnosťou 22 %. Keď ho dali vedľa kremíka, prišlo prekvapenie

Čínski výskumníci dostali perovskitové solárne moduly na rekordnú účinnosť 22 % pri ploche 0,72 m² a následne ich otestovali v reálnej megawattovej elektrárni. V máji vyrobil perovskitový systém na jednotku inštalovaného výkonu o 5,81 % viac elektriny než kremíkové TOPCon panely stojace v rovnakom areáli.

Perovskity už roky lámu rekordy na malých laboratórnych článkoch. Oveľa väčší problém nastane, keď musíš rovnakú technológiu roztiahnuť na panel s rozmermi, ktoré dávajú zmysel na streche alebo v solárnej elektrárni.

Tím z Nanjing University spolu s firmou Renshine Solar teraz ukázal výsledok, ktorý je preto podstatne zaujímavejší než ďalšie percento získané na niekoľkých centimetroch štvorcových. Výskum publikovaný 12. augusta v časopise Nature opisuje perovskitové moduly, ktoré dosiahli rekord pri veľkom formáte a absolvovali aj skúšky stability.

Rekord má 22 %, ale dôležitejšia je jeho veľkosť

Menší pilotný modul s aktívnou plochou 810 cm² dosiahol certifikovanú účinnosť 24 %. Ešte zaujímavejší bol panel s celkovou plochou 0,72 m² a rozmermi 1,2 × 0,6 metra. Jeho certifikovaná účinnosť dosiahla 22 % a stabilný elektrický výkon 158,4 W. Nanjing University ho označuje za nový rekord pre metrové perovskitové moduly.

Treba presne rozlišovať, čo Číňania prekonali. Nejde o absolútny rekord účinnosti všetkých fotovoltických technológií ani o vyššiu laboratórnu účinnosť než pri najlepších kremíkovo-perovskitových tandemoch. Rekord sa týka veľkých, priemyselne škálovateľných čisto perovskitových modulov.

To je práve oblasť, kde perovskity doteraz narážali. Keď sa článok zväčší, rastie problém s nerovnomerným nanesením materiálu, povrchovými defektmi a degradáciou.

Výroba na malej laboratórnej ploche a výroba panelu veľkého takmer trištvrte štvorcového metra sú dve rozdielne disciplíny.

Renshine

Slabé miesto našli na samotnom povrchu

Výskumníci sa zamerali na pasiváciu povrchu. Tá má obmedziť defekty, na ktorých sa môžu elektróny a diery zbytočne rekombinovať skôr, než sa ich energia využije.

Bežne používané halogenidy amónia fungujú pri malých článkoch dobre, no sú citlivé na vlhkosť a pri veľkoplošnom nanášaní sa ťažšie vytvára rovnomerná vrstva. Výroba preto často vyžaduje kontrolované prostredie.

Čínsky tím namiesto nich použil chemicky stabilnejšie karboxyláty olova. Pred samotnou pasiváciou upravil výrobný proces tak, aby sa na povrchu perovskitu prirodzene vytvorila vrstva bohatá na jodid formamidínia. Na takto pripravený povrch následne naniesol dioleát olova.

Výsledkom bola rovnomernejšia pasivácia a lepší transport náboja aj na veľkej ploche.

Práve škálovanie je rozdiel oproti množstvu rekordov, ktoré vzniknú na miniatúrnom článku a ku komerčnému panelu sa nikdy nepriblížia.

Extrémne teplo a vlhkosť im výkon prakticky nezobrali

Najsilnejšie čísla prišli pri testovaní životnosti.

Pri 85 °C a 85 % relatívnej vlhkosti počas 1 300 hodín klesla účinnosť modulov s tradičnou amóniovou pasiváciou o 39 %. Moduly s novým karboxylátom olova stratili iba približne 2 %.

Nasledovalo 300 tepelných cyklov medzi −40 °C a +85 °C, po ktorých Nanjing University uvádza takmer nulovú stratu účinnosti. Moduly zároveň prešli kompletnou sériou skúšok IEC 61215 a IEC 61730.

Stabilita pritom patrí medzi najväčšie otázniky celej perovskitovej fotovoltiky. Aj preto sme nedávno písali o solárnych článkoch, ktoré si po 2 000 hodinách zachovali 97 % výkonu. Tam vedci riešili poškodenie pri zatienení, nový čínsky výskum útočí na ďalší problém, ktorým je stabilita veľkých plôch pri teple a vlhkosti.

Potom ich postavili priamo vedľa kremíka

Laboratórne výsledky však boli iba polovicou experimentu.

Výskumníci nainštalovali 1 MW perovskitový systém a v rovnakom veľkom pozemnom solárnom parku ho porovnávali s 3,5 MW systémom z kremíkových TOPCon panelov. Meranie prebiehalo od marca do mája 2026.

Perovskit vyrábal na jednotku inštalovaného výkonu viac energie počas všetkých troch mesiacov.

V marci bol rozdiel 3,42 %, v apríli 3,79 % a v máji už 5,81 %. Podľa Nanjing University sa náskok zväčšoval spolu s rastúcou teplotou a intenzitou slnečného žiarenia.

Práve toto je na práci najzaujímavejšie. Číňania netvrdia iba to, že vytvorili panel s rekordným údajom na certifikáte. Technológiu postavili oproti súčasnému kremíku a zmerali množstvo elektriny dodané v reálnom prostredí.

Tri mesiace však stále nehovoria, ako sa budú moduly správať po desiatich či dvadsiatich rokoch. Aj pri predchádzajúcich perovskitových rekordoch odborníci upozorňovali, že komerčný trh bude vyžadovať dlhodobé dôkazy spoľahlivosti.

Čína tak nevyriešila všetky problémy perovskitov. Podarilo sa jej však spojiť tri veci, ktoré sa pri tejto technológii dlho stretávali len oddelene. Rekordnú účinnosť veľkého modulu, tvrdé skúšky stability a reálnu výrobu elektriny na megawattovej úrovni.

Ak podobné výsledky vydržia aj pri viacročnej prevádzke a sériovej výrobe, perovskit už nebude len materiálom, ktorý vyzerá dobre v laboratóriu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky