Как пассивация карбоксилатами свинца помогла вывести перовскитные модули на метровый масштаб

Команда Нанкинского университета под руководством Сяо Кэ и Хайжэня Тан совместно с компанией Renshine сообщила о важном результате для перовскитной фотоэлектрики. В статье, опубликованной онлайн в журнале Nature 12 августа 2026 года, исследователи представили однопереходный солнечный модуль площадью 0,72 м² с сертифицированным КПД 22,0% по полной площади и стабильной выходной мощностью 158,4 Вт. 101415

Значение работы — не только в высокой эффективности. Она показывает, что перовскитную технологию удалось масштабировать от небольших лабораторных элементов до модуля, сопоставимого по размеру с коммерческими изделиями, а затем проверить его по стандартизированным требованиям к надежности. При этом доступные материалы убедительнее подтверждают основные параметры модуля, чем некоторые более широкие заявления о превосходстве над кремниевыми панелями и исторических рекордах.

Что сделали исследователи

Процесс изготовления начался с тройной системы растворителей, в которую вошли:

• 2-метоксиэтанол;
• 1,3-диоксолан;
• диметилсульфоксид (DMSO).

Ее объединили с вакуум-кристаллизацией для формирования перовскитной пленки. Согласно описанию Нанкинского университета, в ходе этого процесса на поверхности пленки самопроизвольно образовывался слой, обогащенный йодидом формиamidиния (FAI). Исследователи описывают его как защитный базовый слой. Затем поверхность обрабатывали карбоксилатами свинца — материалами, предназначенными для пассивации дефектов. 1

В этом и заключается логика двухэтапного подхода: растворители и режим кристаллизации формируют более подходящую поверхность пленки, а карбоксилаты свинца должны уменьшать число дефектов и улучшать границу между перовскитом и соседними слоями, отвечающими за перенос заряда. Среди использованных пассиваторов упоминается диолеат свинца, обозначаемый формулой Pb(OA)₂. 56

Какие показатели получили

Команда сообщила о двух ключевых результатах для модулей разного размера:

• 24,0% сертифицированного КПД на модуле с апертурной площадью 810 см². 14
• 22,0% сертифицированного КПД по полной площади на модуле размером 1,2 × 0,6 м, то есть площадью 0,72 м². 1014

Крупный модуль выдавал 158,4 Вт стабильной электрической мощности в стандартных условиях испытаний. 514

Здесь важно не смешивать два показателя площади. Значение 24,0% относится к апертурной площади меньшего модуля, тогда как 22,0% — к полной площади значительно более крупного устройства. Это разные способы расчета, поэтому напрямую сопоставлять их как один и тот же показатель некорректно.

Зачем нужна пассивация карбоксилатами свинца

Перовскитные пленки могут содержать дефекты и химически уязвимые интерфейсы. Они способствуют рекомбинации носителей заряда — процессу, при котором часть энергии теряется еще до того, как заряд будет отведен из устройства. На небольшой ячейке нанести пассивирующий материал равномерно относительно просто. На поверхности размером почти с квадратный метр задача существенно сложнее.

В доступных описаниях карбоксилаты свинца противопоставляются традиционным пассиваторам на основе аммонийных соединений. Согласно этим материалам, они не просто образуют поверхностное покрытие, а вступают в химическую реакцию с перовскитом и формируют химические связи. Такой механизм, как сообщается, улучшает согласование энергетических уровней на границе раздела, перенос заряда и равномерность обработки крупноформатных модулей. 15

Это дает правдоподобное объяснение тому, почему метод оказался полезен при масштабировании. Однако приведенные фрагменты источников не содержат полного количественного сравнения с аммонийными галогенидами и не позволяют отдельно оценить скорость деградации при влажности, нагреве, постоянном освещении и термоциклировании. Поэтому наиболее надежно подтвержденный вывод — это достигнутые параметры модулей и результаты квалификационных испытаний, а не универсальное превосходство технологии во всех режимах эксплуатации.

Надежность и долговечность

По данным источников, модули прошли полный комплекс испытаний IEC 61215 и IEC 61730. Эти международные стандарты охватывают, соответственно, требования к надежности фотоэлектрических модулей и их безопасности. Прохождение таких процедур важно: результат выходит за рамки разового измерения КПД и включает проверку пригодности конструкции к стандартизированным испытаниям. 19

В одном из сообщений говорится, что после 2200 часов отслеживания точки максимальной мощности модули сохранили 96% исходной эффективности. 4 Это полезный показатель стабильности, но доступные материалы не описывают все условия эксперимента настолько подробно, чтобы корректно сравнить результат с кремниевым модулем, испытанным в идентичном режиме.

Что известно о работе в реальных условиях

Некоторые публикации утверждают, что крупные наземные демонстрационные установки обеспечили перовскитным модулям более высокую генерацию в расчете на единицу установленной мощности, чем расположенные на той же площадке кремниевые модули. 111415

Однако представленная доказательная база не подтверждает в деталях заявленное сравнение за март—май 2026 года между установкой на 1 МВт с перовскитными модулями и установкой на 3,5 МВт с кремниевыми модулями. В ней также нет помесячных значений генерации на единицу мощности и количественной оценки того, как возможное преимущество менялось в зависимости от температуры и интенсивности освещения.

Осторожный вывод выглядит так: источники сообщают о более высокой удельной генерации перовскитных модулей в полевых условиях, но доступных данных недостаточно, чтобы проверить полное помесячное сравнение и его связь с погодными параметрами.

Место результата в развитии технологии

Публикацию в Nature правильнее рассматривать как достижение в области крупноформатных модулей и интеграции производственного процесса. Ее показатели нельзя механически сравнивать со всеми результатами для малых лабораторных ячеек, тандемных устройств или модулей, где площадь рассчитывается по другой методике.

Предоставленные материалы не подтверждают запрошенное сравнение с более ранним результатом команды — КПД 17,2% в статье, опубликованной в Science. Они также не устанавливают достоверность заявленного сертифицированного рекорда 28,04% для перовскитно-органического тандемного элемента, который приписывают Китайской академии наук. Эти утверждения следует считать неподтвержденными в рамках имеющегося набора данных, а не включать их в оценку нынешнего результата.

Итог

Главный результат работы сформулирован достаточно четко: Нанкинский университет и Renshine объединили систему растворителей 2-метоксиэтанол/1,3-диоксолан/DMSO, вакуум-кристаллизацию и пассивацию карбоксилатами свинца. Это позволило получить перовскитный модуль площадью 0,72 м² с сертифицированным КПД 22,0% по полной площади и 158,4 Вт стабильной мощности. Модуль меньшей площади показал 24,0% сертифицированного КПД, а сама конструкция, согласно сообщениям, прошла испытания IEC 61215 и IEC 61730. 14514

Такой результат можно считать заметным шагом к метровым перовскитным модулям, пригодным для дальнейшей промышленной отработки. Но более масштабные выводы о деградации в разных условиях, полевой генерации, влиянии температуры и освещенности, предыдущих рекордах и тандемных устройствах потребуют полной публикации или дополнительных первичных данных.