Tyrėjai iš Čingdao Bioenergetikos ir biotechnologijų instituto (QIBEBT), priklausančio Kinijos mokslų akademijai, pristatė naują perovskitinių saulės elementų gamybos metodą, leidžiantį reikšmingai padidinti jų efektyvumą ir stabilumą.
Technologijos rezultatai paskelbti 2026 m. vasario 27 d. žurnale „Nature Synthesis“. Joje sprendžiama viena svarbiausių fotoelektrinių įrenginių plėtros užduočių – kaip sklandžiai pereiti nuo mažų laboratorinių elementų prie didelio ploto pramoninių modulių, išvengiant ryškių našumo nuostolių.
Tradiciniai perovskitiniai elementai dažnai susiduria su ribojimais bandant iš laboratorinių pavyzdžių pereiti prie didesnio formato modulių. Ypač tai aktualu invertuotos architektūros elementams, kuriuose krūvio pernašos sluoksniai yra sukeisti vietomis. Pagrindinė tokių sistemų silpnoji grandis – vadinamasis „paslėptasis interfeisas“, t. y. perovskito ir apatinio sluoksnio sąlyčio zona. Būtent joje neretai susiformuoja mikroskopiniai defektai ir ertmės, kurios mažina modulių ilgaamžiškumą bei eksploatacinį stabilumą.
Kinijos mokslininkai sukūrė naują išankstinio kristalų „užsėjimo“ solvatiniais kristalais (CSV) metodą. Procesas pradedamas nuo specialių, strypo formos nanokristalų užnešimo ant pagrindo. Šios „sėklos“ vėliau tampa struktūriniu orientyru, pagal kurį formuojasi pagrindinis šviesą sugeriantis sluoksnis.
Svarbi šio metodo ypatybė – dimetilsulfoksido (DMSO) molekulių panaudojimas. Terminio apdorojimo metu jos palaipsniui išsiskiria ir sudaro optimalias sąlygas susiformuoti tolygiai, tankiai plėvelei be struktūrinių defektų. Dėl to ženkliai sumažėja ertmių, mikroįtrūkių ir kitų pažeidimų, kurie įprastai blogina perovskitinių elementų našumą ir trumpina jų tarnavimo laiką.
Taikydami CSV metodą, mokslininkai pagamino beveik 50 cm² ploto (49,91 cm²) saulės mini modulį. Jis pasiekė 23,15 % naudingumo koeficientą. Ne mažiau svarbu ir tai, kad pereinant nuo mažų bandinių prie didesnio ploto panelės efektyvumo nuostoliai nesiekė 3 % – tai laikoma itin aukštu rodikliu visai saulės energetikos pramonei.
Ši technologija ne tik pagerina elektrines 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, būtų galima sudaryti plačią medžiagų „biblioteką“ įvairiems optoelektroniniams įrenginiams.
Tokios platformos atsiradimas atveria kelią masinei, palyginti nebrangiai ir labai efektyviai saulės energijos gamybai, taip pat naujos kartos šviesos jutiklių, fotodiodų ir kitų pažangių prietaisų kūrimui. Perovskitinių technologijų proveržis, paremtas CSV metodu, gali tapti vienu iš svarbiausių žingsnių spartinant pasaulinę perėjimo prie atsinaujinančios energetikos transformaciją.
