Perovskitni paneli dosegnuli veličinu za elektranu

Perovskitne solarne ćelije godinama su bilježile rekorde učinkovitosti u malim laboratorijskim uzorcima, dok su se na stvarnim krovovima i dalje postavljali silicijski paneli. Tim predvođen Nanjing Universityjem izradio je perovskitne module veličine običnog panela, 1,2 × 0,6 metara, a najbolji je tijekom ispitivanja stabilno davao 158,4 vata (Nanjing University). Rad, objavljen 12. kolovoza u časopisu Nature, pokazuje da materijal može zadržati visoku učinkovitost i na površini kakva bi se mogla koristiti u sunčanoj elektrani (Rad).

Povećati ćelije teško je zbog načina na koji se proizvode. Perovskitna ćelija pretvara svjetlost u električnu energiju pomoću vrlo tankog kristalnog sloja. Na sićušnom uzorku površina je velika tek poput poštanske marke, pa je lakše postići gotovo savršen premaz. Za cijeli panel treba ravnomjerno premazati mnogo veću površinu i povezati velik broj ćelijskih traka; što je površina veća, pojavljuje se više sitnih nepravilnosti.

Te nepravilnosti rasipaju energiju. Na mjestu oštećenja u kristalu dio naboja koji oslobodi Sunčeva svjetlost izgubi se prije nego što kroz vodiče poteče kao korisna struja. Na velikom panelu takvi gubici na mnogim mjestima znatno smanjuju ukupnu proizvodnju.

Bolja završna obrada površine

Kemičari te gubitke nastoje smanjiti pasivacijom, kemijskom obradom površine koja ublažava štetan učinak nepravilnosti. Istraživači tvrde da se uobičajeni postupci, koji se temelje na spojevima amonijevih halogenida, neravnomjerno šire na velikim površinama i raspadaju se pri zagrijavanju. Zamijenili su ih olovnim dioleatom, spojem koji sadrži olovo i koji, prema njihovu radu, stvara postojaniji površinski sloj i smanjuje gubitak naboja (Rad). Tim, u kojem su bili i proizvođač Renshine Solar, Beijing Institute of Technology te kanadski University of Victoria, primijenio je postupak na stvarnim modulima.

Što daje panel pune veličine

Krenimo od najzahtjevnijeg mjerila. Učinkovitost pokazuje koliki dio energije Sunčeve svjetlosti panel pretvara u električnu energiju. Modul površine 0,72 m² postigao je 22,0 posto učinkovitosti mjerene na cijeloj površini, uključujući rubove i vodljive trake koje ne proizvode električnu energiju (Rad).

Nije riječ o jednom iznimno uspješnom primjerku. Tim je izradio 150 velikih modula, koji su u prosjeku davali 144 W, pa je rekorder od 158,4 vata najbolji iz serije, a ne tipičan rezultat (Nanjing University).

Naslovni rekord postigao je manji modul. Njegova učinkovitost iznosila je 24,0 posto na aktivnoj površini od 810 cm², nakon što se izuzmu neaktivni rubovi. Rezultat je potvrdila ispitna kuća TÜV SÜD China (pv magazine). Budući da se razlikuju i veličina modula i način mjerenja, vrijednosti od 24,0 i 22,0 posto ne mogu se izravno uspoređivati.

Trajnost je dugo bila slaba točka perovskitnih ćelija jer ih oštećuju toplina i vlaga. U standardnom ispitivanju „vrućine i vlage”, koje ubrzava starenje tako što panele izlaže temperaturi od 85 °C i vlažnosti od 85 posto, Sveučilište navodi da su obrađeni moduli nakon 1.300 sati izgubili oko 2 posto učinkovitosti (Nanjing University). Moduli obrađeni starijim postupkom s amonijem u istim su uvjetima izgubili oko 39 posto, prema podacima Sveučilišta. Takva ispitivanja brzo otkrivaju slabe točke, ali ne mogu pokazati kako će panel starjeti na otvorenom tijekom desetljeća.

Proljetna usporedba sa silicijem

Tim je panele ispitao i na otvorenom. Prema navodima Sveučilišta, sustav perovskitnih modula snage 1 MW radio je u istoj sunčanoj elektrani na tlu kao i komercijalni silicijski sustav snage 3,5 MW (Nanjing University). Budući da se sustavi razlikuju po veličini, usporedili su dnevnu proizvodnju električne energije po jedinici instalirane snage.

Po tom je mjerilu, prema Sveučilištu, perovskitni sustav bio bolji za 3,42 posto u ožujku, 3,79 posto u travnju i 5,81 posto u svibnju 2026. Te se brojke temelje na prikazu jednog mjesta i jednog proljeća koji je objavilo samo Sveučilište. Mediji poput South China Morning Posta prenijeli su ih bez neovisne provjere.

Tim iz Nanjinga pokazao je konkretan napredak: izradio je seriju perovskitnih modula veličine oko jednog metra, postigao certificirani rekord učinkovitosti i u ispitivanjima primijenio obradu površine koja je znatno usporila oštećenja od topline i vlage. Da bi se pokazalo jesu li ti paneli isplativiji od silicijskih tijekom cijelog radnog vijeka, trebat će višegodišnji podaci o proizvodnji na otvorenom u više klimatskih područja te podaci o tvorničkim troškovima. Te podatke mogu objaviti Renshine i njegovi partneri.