Perovskitové moduly dosáhly rozměrů pro solární farmu

Perovskitové solární články už léta překonávají rekordy účinnosti na malých laboratorních vzorcích, zatímco střechy stále pokrývají křemíkové panely. Tým vedený Nanjing University nyní vyrobil perovskitové moduly o rozměrech běžného panelu, 1,2 × 0,6 metru. Nejlepší z nich si při testech udržel stabilní výkon 158,4 W (Nanjing University). Výzkum, který 12. srpna zveřejnil časopis Nature, ukazuje, že materiál si může udržet účinnost i ve formátu využitelném pro solární park (studie).

Překážkou je samotná výroba. Perovskitový článek přeměňuje světlo na elektřinu pomocí velmi tenké krystalické vrstvy. Nanést ji na malý testovací článek je jako natírat poštovní známku, kde lze dosáhnout téměř dokonalého výsledku. Panel vyžaduje rovnoměrně pokrýt mnohem větší plochu a propojit řadu pruhů článků. Čím větší je pokrytá plocha, tím více drobných vad se může objevit.

Na vadných místech krystalu se část elektrického náboje uvolněného slunečním zářením ztratí dřív, než se dostane k vodičům a vytvoří využitelný proud. U velkého panelu se takové ztráty sčítají a citelně snižují jeho výkon.

Účinnější úprava povrchu

Chemici omezují tyto ztráty pasivací, tedy chemickou úpravou povrchu vrstvy, která snižuje škodlivý vliv vad. Podle výzkumníků se běžné přípravky na bázi halogenidů amonných na velkých plochách nanášejí nerovnoměrně a při zahřátí se rozkládají. Nahradili je dioleátem olovnatým. Tato sloučenina podle studie vytváří stabilnější povrchovou vrstvu a omezuje ztráty náboje (studie). Tým, jehož součástí byly také společnost Renshine Solar, Beijing Institute of Technology a kanadská University of Victoria, pak postup vyzkoušel na skutečných modulech.

Co přináší panel běžné velikosti

Začněme nejpřísnějším měřítkem. Účinnost vyjadřuje, jakou část dopadající světelné energie panel přemění na elektřinu. Modul o ploše 0,72 m² dosáhl účinnosti 22,0 % při měření celé své plochy včetně okrajů a vodivých pásků, které samy žádnou elektřinu nevyrábějí (studie).

Nešlo o jediný povedený kus. Tým vyrobil 150 velkých modulů s průměrným výkonem 144 W. Nejlepší výsledek 158,4 W tak představuje špičku série, nikoli typický výkon jednoho modulu (Nanjing University).

Rekordní účinnosti dosáhl menší modul. Na aktivní ploše 810 cm², z níž byly vyloučeny neaktivní okraje, vykázal účinnost 24,0 %. Výsledek potvrdila zkušební společnost TÜV SÜD China (pv magazine). Údaje 24,0 % a 22,0 % nelze přímo srovnávat: vztahují se k modulům různých velikostí a k odlišně vymezené ploše měření.

Slabinou perovskitů bývá životnost, protože materiál se rozkládá působením tepla a vlhkosti. Při standardní zkoušce vlhkým teplem, která urychluje stárnutí panelů při teplotě 85 °C a vlhkosti 85 %, vykázaly upravené moduly po 1 300 hodinách pokles účinnosti asi o 2 % (Nanjing University). Moduly se starší amonnou úpravou podle univerzity za stejných podmínek ztratily asi 39 % účinnosti. Takové testy rychle odhalí slabá místa, neukážou ale, jak panely stárnou venku v průběhu desetiletí.

Jarní srovnání s křemíkem

Tým vyzkoušel panely také venku. Podle univerzity fungovala jedn megawattová perovskitová soustava ve stejném pozemním solárním areálu jako komerční křemíková soustava o výkonu 3,5 MW (Nanjing University). Protože se soustavy liší velikostí, srovnávali výzkumníci denní výrobu elektřiny přepočtenou na jednotku instalovaného výkonu.

V tomto přepočtu měla perovskitová soustava podle univerzity náskok 3,42 % v březnu, 3,79 % v dubnu a 5,81 % v květnu 2026. Jde o údaje z jednoho areálu za jednu jarní sezonu, které zveřejnila sama univerzita. Převzala je například South China Morning Post, nezávisle je však neověřila.

Tým z Nanjing University předvedl konkrétní výsledky: vyrobil sérii perovskitových modulů metrového měřítka, získal certifikaci rekordní účinnosti a při testech výrazně zpomalil poškození vlhkým teplem pomocí úpravy povrchu. K prokázání, že se panely za dobu životnosti vyplatí více než křemíkové, budou potřeba roky údajů o výrobě elektřiny v různých klimatických podmínkách i náklady na výrobu. Zveřejnit je mohou především Renshine a její partneři.