Bagaimana Pasivasi Karboksilat Plumbum Membantu Modul Perovskit Berskala Meter Mencapai Kecekapan 22%

Pasukan Nanjing University yang diketuai Xiao Ke dan Hairen Tan, dengan kerjasama Renshine, melaporkan kemajuan penting dalam usaha meningkatkan skala teknologi fotovolta perovskit. Dalam makalah Nature yang diterbitkan dalam talian pada 12 Ogos 2026, strategi pasivasi menggunakan karboksilat plumbum menghasilkan modul perovskit sel tunggal berkeluasan 0.72 m² dengan kecekapan seluruh kawasan yang disahkan sebanyak 22.0% serta output elektrik keadaan mantap 158.4 W. 101415

Pencapaian ini penting kerana ia menangani jurang antara sel kecil berprestasi tinggi di makmal dengan modul besar yang perlu dihasilkan secara seragam dan diuji mengikut piawaian kebolehpercayaan rasmi. Namun begitu, bukti yang tersedia menyokong keputusan utama modul ini dengan lebih kukuh berbanding beberapa dakwaan tambahan tentang prestasi lapangan, perbandingan ketahanan dan sejarah rekod teknologi tersebut.

Bagaimana proses itu berfungsi

Laluan fabrikasi yang dilaporkan bermula dengan formulasi pelarut pelopor tiga komponen, iaitu:

• 2-metoksietanol
• 1,3-dioksalana
• Dimetil sulfoksida (DMSO)

Sistem pelarut ini digabungkan dengan penghabluran berbantu vakum untuk membentuk filem perovskit. Menurut penjelasan Nanjing University, proses tersebut secara spontan menghasilkan lapisan permukaan yang diperkaya dengan iodida formamidinium (FAI), yang berfungsi sebagai lapisan asas pelindung. Selepas itu, karboksilat plumbum digunakan sebagai bahan pasivasi permukaan. 1

Reka bentuk dua peringkat ini menjadi inti pati pencapaian berkenaan: sistem pelarut dan proses penghabluran menyediakan permukaan filem, manakala rawatan karboksilat plumbum membantu mengurangkan kecacatan serta memperbaiki antara muka antara perovskit dengan lapisan pengangkutan cas yang bersebelahan. Antara bahan pasivasi yang dikenal pasti dalam laporan kajian ialah plumbum dioleat, dengan formula Pb(OA)₂. 56

Keputusan modul yang dilaporkan

Pasukan penyelidik melaporkan dua keputusan kecekapan utama pada saiz modul yang berbeza:

• Kecekapan penukaran kuasa disahkan 24.0% pada modul dengan keluasan apertur 810 cm². 14
• Kecekapan seluruh kawasan disahkan 22.0% pada modul berkeluasan 0.72 m², berukuran 1.2 meter × 0.6 meter. 1014

Modul 0.72 m² itu turut menghasilkan 158.4 W kuasa elektrik keadaan mantap di bawah keadaan ujian piawai. 514

Perbezaan antara kedua-dua ukuran kawasan ini penting. Angka 24.0% merujuk kepada kawasan apertur modul yang lebih kecil, manakala angka 22.0% merujuk kepada kecekapan seluruh kawasan modul yang lebih besar. Kedua-duanya wajar dilaporkan secara berasingan kerana ukuran tersebut tidak boleh dianggap sama secara terus.

Mengapa pasivasi ini penting untuk modul besar

Filem perovskit mengandungi kecacatan dan antara muka yang mudah terjejas secara kimia. Keadaan ini boleh menyebabkan penggabungan semula cas serta kehilangan prestasi. Menyalut bahan pasivasi pada peranti kecil lebih mudah berbanding memastikan liputan yang seragam pada kepingan yang hampir mencecah satu meter persegi.

Laporan yang tersedia menyifatkan rawatan karboksilat plumbum sebagai pendekatan yang berbeza secara kimia daripada pasivasi berasaskan ammonium yang lazim. Bahan itu dilaporkan bukan sekadar membentuk salutan nipis di permukaan, sebaliknya bertindak balas dengan permukaan perovskit lalu membentuk ikatan kimia. Laporan sama menyatakan pendekatan ini meningkatkan penjajaran aras tenaga antara muka, pengangkutan cas dan keseragaman rawatan pada modul berkeluasan besar. 15

Dakwaan tersebut memberikan penjelasan yang munasabah tentang potensi kaedah ini untuk ditingkatkan skalanya. Bagaimanapun, petikan sumber yang dibekalkan tidak mengandungi perbandingan kuantitatif lengkap dengan bahan pasivasi ammonium halida. Ia juga tidak menyediakan set data kemerosotan penuh yang diukur secara berasingan dalam keadaan kelembapan, haba, pencahayaan berterusan dan kitaran terma. Oleh itu, bukti paling kukuh setakat ini ialah prestasi modul yang berjaya ditunjukkan serta kelayakan kebolehpercayaannya—bukan dakwaan keunggulan menyeluruh di bawah setiap keadaan tekanan.

Ujian kebolehpercayaan dan ketahanan

Modul tersebut dilaporkan lulus keseluruhan siri ujian kebolehpercayaan IEC 61215 dan IEC 61730. Kelayakan ini penting kerana hasil kajian tidak terhad kepada pengukuran kecekapan semata-mata, sebaliknya turut menyentuh ujian kebolehpercayaan dan keselamatan modul yang diseragamkan. 19

Satu laporan mengenai kajian itu menyatakan modul mengekalkan 96% daripada kecekapan awal selepas 2,200 jam penjejakan titik kuasa maksimum. 4 Ini merupakan petunjuk ketahanan yang berguna, tetapi bahan yang tersedia tidak menerangkan semua keadaan ujian dengan secukupnya untuk membolehkan perbandingan langsung dengan modul silikon konvensional yang diuji dalam keadaan serupa.

Apa yang boleh disimpulkan tentang prestasi di lapangan

Sesetengah laporan menyatakan demonstrasi loji solar berskala besar menghasilkan lebih banyak tenaga bagi setiap unit kapasiti berbanding modul silikon kristal yang dipasang di lokasi sama. 111415

Namun, bukti yang tersedia di sini tidak mengesahkan perbandingan terperinci bagi tempoh Mac hingga Mei 2026 yang membabitkan pemasangan perovskit 1 MW berbanding pemasangan silikon 3.5 MW. Data bulanan penjanaan bagi setiap unit kapasiti juga tidak diberikan, begitu juga ukuran kuantitatif tentang bagaimana sebarang kelebihan berubah mengikut suhu dan keamatan cahaya.

Kesimpulan yang lebih berhati-hati ialah sumber yang dibekalkan melaporkan bukti prestasi lapangan yang memihak kepada modul perovskit dari segi penjanaan bagi setiap unit kapasiti. Walau bagaimanapun, data asas yang ada belum mencukupi untuk mengesahkan perbandingan bulan demi bulan atau kaitannya secara terperinci dengan keadaan cuaca.

Kedudukan dalam perkembangan teknologi perovskit

Makalah Nature ini paling sesuai difahami sebagai pencapaian penting dalam modul kawasan besar dan penyepaduan proses. Ia tidak boleh dibandingkan secara langsung dengan semua keputusan kecekapan daripada sel kecil, peranti tandem atau definisi keluasan modul yang berbeza.

Bukti yang dibekalkan juga belum mengesahkan perbandingan dengan keputusan pasukan itu sebelum ini yang dilaporkan mencapai kecekapan 17.2% dalam jurnal Science. Begitu juga, ia belum membuktikan dakwaan tentang rekod tandem perovskit-organik 28.04% yang dikaitkan dengan Chinese Academy of Sciences. Dakwaan tersebut wajar dianggap belum disahkan dalam set bukti ini, bukannya dimasukkan terus sebagai sebahagian daripada kepentingan keputusan modul semasa.

Kesimpulan

Kemajuan yang berjaya ditunjukkan adalah jelas: Nanjing University dan Renshine menggabungkan sistem pelarut 2-metoksietanol/1,3-dioksalana/DMSO, penghabluran berbantu vakum serta pasivasi karboksilat plumbum untuk menghasilkan modul perovskit 0.72 m² dengan kecekapan seluruh kawasan disahkan 22.0% dan output keadaan mantap 158.4 W. Modul yang lebih kecil pula mencapai kecekapan disahkan 24.0%, sementara modul tersebut dilaporkan lulus ujian IEC 61215 dan IEC 61730. 14514

Ini menjadikan kajian berkenaan satu hasil penting bagi modul perovskit berskala meter. Namun, dakwaan lebih luas tentang kemerosotan relatif, output lapangan, kesan suhu dan keamatan cahaya, rekod terdahulu serta penanda aras tandem memerlukan makalah penuh atau data primer tambahan sebelum boleh dinyatakan dengan tahap keyakinan yang sama.