Nya perovskitpaneler når solparksformat

I flera år har perovskitsolceller satt verkningsgradsrekord på små laboratorieprover, medan takpanelerna fortsatt att vara av kisel. Nu har en grupp ledd av Nanjing University byggt perovskitmoduler i storlek med en vanlig panel, 1,2 × 0,6 meter. Den bästa gav en stabil effekt på 158,4 watt i tester (Nanjing University). Arbetet, som publicerades i Nature den 12 augusti, visar att materialet kan behålla sin verkningsgrad i ett format som går att använda i en solpark (artikeln).

Storleken är en utmaning på grund av hur cellerna tillverkas. En perovskitcell omvandlar ljus till el genom ett mycket tunt kristallskikt. Att belägga en liten provcell är som att måla ett frimärke: då går det att komma nära perfektion. En panel kräver att en mycket större yta beläggs jämnt och att många cellremsor kopplas samman. Ju större yta som täcks, desto fler små defekter uppstår.

Defekterna spelar roll eftersom de slösar bort energi. Vid en defekt i kristallen går en del av den elektriska laddning som frigörs av solljuset förlorad innan den når ledningarna som användbar ström. En stor panel med många sådana ställen tappar därför en märkbar del av sin produktion.

En bättre ytbehandling

Kemister motverkar sådana förluster med passivering, en kemisk behandling av skiktets yta som gör defekterna mindre skadliga. Forskarna menar att de vanliga behandlingarna, som bygger på ammoniumhalidföreningar, fördelas ojämnt över stora ytor och bryts ned vid upphettning. De ersatte dem med blydioleat, en blyhaltig förening som enligt artikeln bildar ett stabilare ytskikt och minskar laddningsförlusterna (artikeln). Teamet, där även tillverkaren Renshine Solar, Beijing Institute of Technology och Kanadas University of Victoria ingick, prövade sedan metoden på riktiga moduler.

Vad en fullstor panel ger

Den mest heltäckande mätningen gäller verkningsgraden. Den visar hur stor andel av ljusenergin som omvandlas till el. Modulen på 0,72 m² nådde 22,0 % räknat över hela sin yta, inklusive kantzoner och kopplingsremsor som inte producerar el (artikeln).

Resultatet kom från en serie på 150 stora moduler, som i genomsnitt gav 144 W (Nanjing University). Den bästa gav 158,4 W, vilket var seriens toppresultat snarare än ett typiskt utfall.

Det uppmärksammade verkningsgradsrekordet sattes på en mindre modul. Den nådde 24,0 % över en aktiv yta på 810 cm², sedan de inaktiva kanterna räknats bort. Resultatet certifierades av testföretaget TÜV SÜD China (pv magazine). Eftersom modulernas storlek och mätmetoderna skiljer sig åt går det inte att jämföra 24,0 och 22,0 % direkt.

Hållbarheten har länge varit perovskiternas svaga punkt: materialet bryts ned av värme och fukt. I ett standardiserat fuktvärmetest, där paneler hålls vid 85 °C och 85 % luftfuktighet för att påskynda åldrandet, tappade de behandlade modulerna omkring 2 % av sin verkningsgrad efter 1 300 timmar, uppger universitetet (Nanjing University). Moduler med den äldre ammoniumbehandlingen tappade enligt universitetet omkring 39 % under samma förhållanden. Sådana tester blottlägger svagheter snabbt, men visar inte hur paneler åldras utomhus under flera decennier.

Vårens jämförelse med kisel

Teamet testade också panelerna utomhus. Enligt universitetet drevs ett perovskitsystem på 1 MW i samma markbaserade solpark som ett kommersiellt kiselsystem på 3,5 MW (Nanjing University). Eftersom anläggningarna skilde sig i storlek jämfördes den dagliga elproduktionen per installerad megawatt.

Med det måttet låg perovskitsystemet enligt universitetet 3,42 % högre i mars, 3,79 % högre i april och 5,81 % högre i maj 2026. Siffrorna kommer från universitetets egen redogörelse för en anläggning under en vår. Medier, däribland South China Morning Post, återgav dem utan oberoende kontroll.

Nanjinggruppen har visat konkreta resultat: den har byggt en serie perovskitmoduler i meterskala, fått ett rekord i verkningsgrad certifierat och i testerna kraftigt bromsat fukt- och värmeskador med en ytbehandling. För att visa att panelerna ger högre elproduktion än kiselpaneler under hela sin livslängd krävs flera års utomhusdata från olika klimatzoner och uppgifter om produktionskostnader. Renshine och dess samarbetspartner har bäst möjlighet att publicera sådana uppgifter.