Tyrėjai iš Čingdao Bioenergetikos ir biotechnologijų instituto (QIBEBT) prie Kinijos mokslų akademijos pristatė naujovišką perovskitinių saulės elementų gamybos metodą, kuris leidžia reikšmingai padidinti jų efektyvumą ir stabilumą.
Naujoji technologija, kurios rezultatai 2026 m. vasario 27 d. paskelbti žurnale „Nature Synthesis“, sprendžia vieną svarbiausių fotoelektrinių įrenginių plėtros problemų – sklandų perėjimą nuo mažų laboratorinių elementų prie didelių pramoninių modulių be didelių našumo nuostolių.
Tradiciniai perovskitiniai elementai susiduria su ribojimais bandant pereiti nuo mikroskopinių laboratorinių pavyzdžių prie didelių pramoninių modulių. Ypač tai aktualu invertuotos architektūros elementams, kuriuose krūvio pernašos sluoksniai sukeičiami vietomis. Pagrindinė tokių sistemų silpnoji vieta – vadinamasis „paslėptasis interfeisas“, tai yra perovskito ir apatinio sluoksnio sąlyčio zona. Būtent čia dažnai susidaro mikroskopinių defektų ir ertmių, mažinančių modulių ilgaamžiškumą ir veikimo stabilumą.
Kinijos fizikai sukūrė naują išankstinio kristalų „užsėjimo“ solvatiniais kristalais (CSV) metodą. Procesas pradedamas nuo specialių strypo formos nanokristalų užnešimo ant pagrindo. Šios „sėklos“ tampa struktūriniu orientyru vėliau formuojamam pagrindiniam šviesą sugeriančiam sluoksniui.
Svarbi metodo ypatybė – dimetilsulfoksido (DMSO) molekulių naudojimas. Jos palaipsniui išsiskiria terminio apdorojimo metu ir sudaro optimalias sąlygas tolydžiai, tankiai, be struktūrinių defektų plėvelei susiformuoti. Taip žymiai sumažinamas ertmių, mikroįtrūkių ir kitų pažeidimų skaičius, kurie paprastai mažina perovskitinių elementų našumą bei ilgaamžiškumą.
CSV metodas leido mokslininkams pagaminti beveik 50 kv. cm ploto (49,91 cm²) saulės mini modulį. Šis įrenginys pasiekė įspūdingą naudingumo koeficientą – 23,15 %. Dar svarbiau tai, kad pereinant nuo mažų bandinių prie didesnės ploto panelės efektyvumo nuostoliai buvo mažesni nei 3 %, kas šiuo metu laikoma itin aukštu rodikliu visai saulės energetikos pramonei.
Ši technologija ne tik pagerina elektronines saulės elementų savybes, bet ir padidina jų atsparumą šviesos poveikiui bei aukštai temperatūrai. Pasak profesoriaus Šupino Pano, naujasis metodas sukuria universalią interfeisų inžinerijos platformą. Ateityje, keičiant organinių katijonų ir tirpiklio molekulių sudėtį, bus galima sukurti plačią medžiagų „biblioteką“ įvairiems optoelektroniniams įrenginiams.
Tokios platformos atsiradimas atveria kelią masinei, palyginti pigios ir itin efektyvios saulės energijos gamybai, taip pat naujų kartų šviesos jutiklių, fotodiodų ir kitų pažangių prietaisų kūrimui. Perovskitinių technologijų proveržis, paremtas CSV metodu, gali tapti vienu iš kertinių žingsnių spartinant pasaulinę perėjimo prie atsinaujinančios energetikos transformaciją.
