Forskere opnår rekord Perovskite-solmodulstabilitet under lys, varme og UV-stress
Jan 15, 2026
Et internationalt forskerhold har opnået rekord-perovskit-solmodulstabilitet under lys, varme og UV-stress med en kemi-drevet passiveringsteknologi, der er industri-kompatibel. Et demonstrationsmodul på 48 cm2 beholdt især omkring 95 % af dets oprindelige effektivitet efter 5.000 timers 1-sols lys iblødsætning og maksimalt strømpunkt (MPP).
"Nøglens nyhed i dette arbejde er introduktionen af en co-krystalteknikstrategi for to-dimensionelle (2D) perovskitter baseret på neutrale molekyler, snarere end konventionelle ioniske, voluminøse kationer," fortalte den tilsvarende forfatter Narges Yaghoobi Nia til magasinet pv og tilføjede, at undersøgelsen viste, at neutralt triazin, kendt som molekyle (BGA), kan fungere som "coformere til at samle til en støkiometrisk 2D perovskit co--krystalfase gennem intermolekylære interaktioner i stedet for ionbytning."
Forskerne fastslog, at BGA selektivt passiverede både halogenid- og kationiske ledige pladser i perovskitkomposit-tynde film ved at "danne stærke Lewis-addukter og intermolekylære bindinger", der fungerer som et multifunktionelt middel.
"Disse BGA-baserede 2D-perovskitfilm blokerer effektivt ionmigrering og udgasning af flygtige MA+-kationer under langvarig omgivende belysning," sagde forskerne og tilføjede, at den stabile 2D-perovskitfase ikke ændrede den oprindelige 3D-perovskitstøkiometri.
Det var også nyt at bruge ikke-polære, industri-kompatible opløsningsmidler for at undgå beskadigelse af 3D-laget, ifølge Yaghoobi Nia.
En demonstration af de behandlede film i optimerede perovskit-solceller resulterede i en retention på over 95 % effektivitet efter 5.000 timer med 1-sols lys iblødsætning og MPP-forhold. Under termiske stresstests havde målenheden over 91 % effektivitetsbevarelse efter 5.000 timer ved 85 C og over 98 % effektivitetsbevarelse under 1.000 timers kontinuerlig UV-eksponering og MPP-sporing ved atmosfæriske forhold.
Forskerne fremstillede også moduler med op til 48 cm² aktivt areal, der havde 18,5 % strømkonverteringseffektivitet og stabilitetsniveauer ud over de kommercielle IEC/ISOS-krav. Små-solceller havde en effektivitet på 23,4 %.
"Vores co-teknologiske metode viser en klar forbedring af både effektivitet og stabilitet sammenlignet med tidligere offentliggjorte resultater," bemærkede forskerne. "Tilsammen adresserer disse fremskridt direkte en af de sidste store barrierer for perovskit-kommercialisering: langsigtet-modulstabilitet under realistiske driftsforhold," sagde Yaghoobi Nia.
Hvad angår fremstillingsevnen, blev co-fremstillingsprocessen designet til at være kompatibel med eksisterende arbejdsgange til fremstilling af perovskite.
"Fra et procesperspektiv er det et enkelt ekstra aflejringstrin oven på et standard 3D perovskitlag," forklarede Yaghoobi Nia og tilføjede, at det ikke kræver kompleks syntese, høj-temperaturbehandling, vakuumtrin eller nye-kapitalintensive værktøjer. "Dette sænker barrieren for teknologioverførsel til eksisterende PV-produktionslinjer," bemærkede hun.
2D co--krystallaget dannes ved opløsningsaflejring fra et ikke-polært opløsningsmiddel efterfulgt af mild termisk udglødning. "Det er vigtigt, at kompleksiteten er kemisk snarere end teknologisk. Innovationen ligger i molekylært design og grænsefladekemi, ikke i tilføjede produktionstrin. Dette gør tilgangen yderst attraktiv for opskalering og industriel anvendelse," understregede Yaghoobi Nia
Forskningen blev ledet af et hold fra Iritaly Trading Company og École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), sammen med forskere fra University of Rome Tor Vergata, Institute of Structure of Matter, Argonne National Laboratory, Italien-baserede Greatcell Solar.
Forskerne vurderede, at arbejdet med BGA repræsenterede en "banebrydende forbindelse til realisering af unikke ko-lave--dimensionelle perovskitfaser ved hjælp af ikke-polære opløsningsmidler, hvilket fører til yderst effektive og stabile perovskit-enheder."
Det er beskrevet detaljeret i "Co-teknologi af en to-dimensionel perovskitfase til perovskitsolmoduler med forbedret effektivitet og stabilitet," udgivet i Nature Energy.
