La passivazione al carbossilato di piombo porta le perovskiti alla scala del metro

Il team della Nanjing University guidato da Xiao Ke e Hairen Tan, in collaborazione con Renshine, ha riportato su Nature un risultato rilevante per portare il fotovoltaico perovskite dai piccoli dispositivi di laboratorio ai moduli di dimensioni commerciali. Lo studio è stato pubblicato online il 12 agosto 2026. 101415

La strategia di passivazione basata sui carbossilati di piombo ha permesso di realizzare un modulo a giunzione singola da 0,72 m², con dimensioni di 1,2 × 0,6 metri, un’efficienza certificata sull’intera superficie del 22,0% e una potenza elettrica stabile di 158,4 W in condizioni di test standard. 101415

Il risultato è significativo soprattutto per la difficoltà di mantenere uniformità, efficienza e affidabilità quando si passa dalle celle di piccola area a un pannello vicino alla scala del metro. Va però distinto ciò che è direttamente dimostrato dai dati disponibili dalle interpretazioni più ampie sulla resa sul campo e sulla durabilità comparativa.

Il processo: tre solventi e cristallizzazione assistita dal vuoto

La fabbricazione del film perovskite è partita da una formulazione ternaria composta da:

• 2-metossietanolo;
• 1,3-diossolano;
• dimetilsolfossido (DMSO).

Il sistema di solventi è stato combinato con una procedura di cristallizzazione assistita dal vuoto. Secondo il resoconto della Nanjing University, il processo ha favorito la formazione spontanea, sulla superficie del film, di uno strato arricchito in ioduro di formamidinio (FAI), descritto come una sorta di base protettiva. Successivamente, i ricercatori hanno applicato carbossilati di piombo come passivanti superficiali. 1

Tra i materiali utilizzati viene indicato il dioleato di piombo, espresso con la formula Pb(OA)₂. 56

Il procedimento ha quindi due funzioni complementari: la formulazione dei solventi e la cristallizzazione preparano la superficie del film, mentre il trattamento con carbossilati di piombo mira a ridurre i difetti e a migliorare l’interfaccia tra la perovskite e gli strati adiacenti per il trasporto di carica.

I numeri del risultato

Lo studio riporta due prestazioni principali, riferite a moduli di dimensioni diverse:

• 24,0% di efficienza certificata per un modulo con area di apertura di 810 cm². 14
• 22,0% di efficienza certificata sull’intera superficie per il modulo da 0,72 m². 1014

Il modulo più grande ha inoltre fornito 158,4 W di potenza elettrica in condizioni stazionarie durante i test standard. 514

La differenza tra area di apertura e area totale è importante. Il valore del 24,0% riguarda l’area di apertura del modulo più piccolo; quello del 22,0% è calcolato sull’intera superficie del modulo da 0,72 m². Non si tratta quindi di misure perfettamente sovrapponibili e il confronto va fatto con cautela.

Perché la passivazione è cruciale quando il modulo cresce

I film perovskite possono presentare difetti e interfacce chimicamente vulnerabili. Questi problemi favoriscono la ricombinazione delle cariche e possono ridurre le prestazioni. Su una piccola cella è relativamente più semplice applicare uno strato uniforme; la sfida aumenta quando il trattamento deve coprire in modo omogeneo una superficie vicina a un metro quadrato.

I resoconti disponibili descrivono i carbossilati di piombo come una classe di passivanti chimicamente diversa dai tradizionali composti a base di ammonio. Secondo tali fonti, il materiale non si limita a depositarsi sulla superficie, ma reagisce con la perovskite formando legami chimici. Il trattamento sarebbe inoltre associato a un migliore allineamento dei livelli energetici, a un trasporto di carica più efficiente e a una maggiore uniformità sui moduli di grande area. 15

Questa spiegazione è compatibile con la possibilità di trasferire il processo a dimensioni maggiori. Tuttavia, gli estratti disponibili non offrono un confronto quantitativo completo con i passivanti a base di alogenuri di ammonio. Non riportano neppure, separatamente e in modo esaustivo, i valori di degradazione sotto umidità, calore, illuminazione continua e cicli termici.

La prova più solida resta quindi quella delle prestazioni certificate del modulo e dei test di affidabilità, più che una dimostrazione completa di superiorità in ogni condizione di stress.

Affidabilità e stabilità

Secondo le fonti disponibili, i moduli hanno superato le sequenze complete di prova IEC 61215 e IEC 61730. Si tratta di standard internazionali utilizzati per valutare, rispettivamente, l’affidabilità dei moduli fotovoltaici e i requisiti di sicurezza elettrica e costruttiva. 19

Un resoconto dello studio riferisce inoltre che i moduli hanno conservato il 96% dell’efficienza iniziale dopo 2.200 ore di funzionamento al punto di massima potenza. 4

È un indicatore utile di stabilità, ma il materiale fornito non specifica tutti i dettagli delle condizioni di prova. Per questo non è possibile ricostruire un confronto diretto con un modulo convenzionale al silicio sottoposto esattamente agli stessi stress.

Cosa si può dire sulla produzione in campo

Alcune fonti riferiscono che dimostrazioni su impianti a terra di grandi dimensioni abbiano mostrato, per unità di potenza installata, una produzione superiore rispetto a moduli in silicio cristallino installati nello stesso sito. 111415

Gli elementi disponibili, però, non consentono di verificare il confronto dettagliato richiesto per il periodo marzo-maggio 2026 tra un impianto perovskite da 1 MW e uno al silicio da 3,5 MW. Mancano anche i dati mensili di produzione per unità di potenza e una quantificazione del rapporto tra l’eventuale vantaggio e temperatura o intensità luminosa.

La conclusione sostenibile è più circoscritta: le fonti riportano evidenze di produzione sul campo favorevoli ai moduli perovskite in termini di energia generata per unità di potenza, ma non mettono a disposizione dati sufficienti per convalidare l’intero confronto mese per mese o la sua relazione quantitativa con le condizioni meteorologiche.

Il posto nella ricerca sulle perovskiti

Il lavoro va letto soprattutto come una pietra miliare nella realizzazione di moduli di grande area e nell’integrazione del processo produttivo. Non è direttamente confrontabile con ogni record ottenuto su celle più piccole, dispositivi tandem o moduli valutati con definizioni di area differenti.

Le informazioni fornite non verificano il confronto con un precedente risultato del team, indicato come una cella al 17,2% pubblicata su Science. Non confermano neppure il record certificato del 28,04% per un dispositivo tandem perovskite-organico attribuito alla Chinese Academy of Sciences. Questi riferimenti devono quindi essere considerati non verificati in questo insieme di fonti, senza usarli per ampliare artificialmente la portata del risultato attuale.

In sintesi

Il risultato dimostrato è netto: Nanjing University e Renshine hanno combinato un sistema di solventi a base di 2-metossietanolo, 1,3-diossolano e DMSO, cristallizzazione assistita dal vuoto e passivazione con carbossilati di piombo per realizzare un modulo perovskite da 0,72 m², con 22,0% di efficienza certificata sull’intera superficie e 158,4 W di potenza stabile. 14514

Un modulo più piccolo ha raggiunto il 24,0% di efficienza certificata e i dispositivi hanno superato i test IEC 61215 e IEC 61730. È dunque un risultato importante per la scalabilità del fotovoltaico perovskite. Le affermazioni più ampie su degradazione comparativa, produzione sul campo, effetti di temperatura e irraggiamento, record precedenti e dispositivi tandem richiedono invece il testo completo dell’articolo o ulteriori dati primari prima di poter essere presentate con lo stesso livello di certezza.