Kurşun karboksilat pasivasyonu, büyük ölçekli perovskit modüllerde verimlilik sorununu aşabilir mi?

Nanjing Üniversitesi’nden Xiao Ke ve Hairen Tan’ın Renshine ile birlikte yürüttüğü ekip, perovskit güneş teknolojisinde laboratuvar hücrelerinden metre ölçeğindeki modüllere geçiş açısından dikkat çekici bir sonuç açıkladı. Nature dergisinde 12 Ağustos 2026’da çevrim içi yayımlanan çalışmada, 0,72 m²’lik tek eklemli bir modülde yüzde 22,0 sertifikalı tam alan verimliliği ve 158,4 watt kararlı durum elektrik çıkışı elde edildi. 101415

Bu sonucun önemi yalnızca verimlilik oranında değil. Perovskitlerde küçük hücrelerde yüksek performans göstermek, geniş yüzeyli ve güvenilirliği standartlara göre doğrulanmış modüller üretmekten daha kolay. Söz konusu çalışma, bu ölçek büyütme sorununa üretim süreci ve yüzey pasivasyonunu birlikte ele alan bir yaklaşımla yanıt vermeyi amaçlıyor.

Süreç nasıl işledi?

Araştırmacılar perovskit filminin oluşturulmasında şu üçlü çözücü sistemini kullandı:

• 2-metoksietanol
• 1,3-dioksolan
• Dimetil sülfoksit (DMSO)

Bu formülasyon, vakum destekli kristalleştirme yöntemiyle birleştirildi. Nanjing Üniversitesi’nin açıklamasına göre süreç, perovskit filminin yüzeyinde formamidinyum iyodür bakımından zengin, koruyucu bir tabakanın kendiliğinden oluşmasını sağladı. Ardından yüzey pasivasyonu için kurşun karboksilatlar uygulandı. 1

Buradaki iki aşamalı tasarım sonucun merkezinde yer alıyor: çözücü sistemi ve kristalleştirme adımı film yüzeyini hazırlarken, kurşun karboksilat işlemi kusurları pasifleştirmeyi ve perovskit ile yük taşıma katmanları arasındaki arayüzü iyileştirmeyi hedefliyor. Çalışma hakkında yayımlanan bilgilerde, kullanılan pasivatörler arasında kurşun dioleat, yani Pb(OA)₂, da yer alıyor. 56

Açıklanan verimlilik sonuçları

Ekip, farklı büyüklükteki iki modül için öne çıkan şu değerleri bildirdi:

• 810 cm² açıklık alanına sahip modülde yüzde 24,0 sertifikalı güç dönüşüm verimliliği. 14
• 1,2 metre × 0,6 metre ölçülerindeki, toplam 0,72 m² alana sahip modülde yüzde 22,0 sertifikalı tam alan verimliliği. 1014

Büyük modül, standart test koşullarında 158,4 watt kararlı elektrik gücü üretti. 514

Bu iki verimlilik oranı doğrudan birbirinin yerine konulmamalı. Yüzde 24,0 değeri küçük modülün açıklık alanına göre hesaplanırken yüzde 22,0 değeri daha büyük modülün toplam alanına göre veriliyor. Farklı alan tanımlarını ayrı tutmak, sonuçların olduğundan daha yüksek veya düşük görünmesini önlüyor.

Kurşun karboksilat pasivasyonu neden önemli?

Perovskit filmlerde bulunan kusurlar ve kimyasal açıdan hassas arayüzler, yüklerin yeniden birleşmesine ve performans kaybına yol açabiliyor. Küçük bir hücre üzerinde pasivasyon malzemesini homojen biçimde uygulamak görece kolayken, bir metrekareye yaklaşan yüzeyde aynı kaplama kalitesini korumak çok daha zor.

Çalışmaya ilişkin açıklamalarda kurşun karboksilatların, geleneksel amonyum bazlı pasivasyon malzemelerinden farklı bir kimyasal mekanizmaya sahip olduğu belirtiliyor. Bu malzemelerin yalnızca yüzeyde ince bir kaplama oluşturmadığı; perovskit yüzeyiyle tepkimeye girerek kimyasal bağlar kurduğu aktarılıyor. Aynı açıklamalara göre yöntem, arayüzdeki enerji seviyelerinin uyumunu, yük taşınımını ve geniş alanlı modüllerde pasivasyonun homojenliğini iyileştirdi. 15

Bu mekanizma, yöntemin ölçek büyütmeye neden yardımcı olabileceğine dair makul bir açıklama sunuyor. Ancak eldeki kaynak parçaları, amonyum halojenür bazlı pasivatörlerle eksiksiz ve nicel bir karşılaştırma içermiyor. Ayrıca nem, yüksek sıcaklık, sürekli aydınlatma ve termal döngü koşullarında ayrı ayrı ölçülmüş tüm bozunma değerleri de paylaşılmıyor. Bu nedenle en güçlü kanıt, her koşulda üstünlük iddiası değil; gösterilen modül performansı ve güvenilirlik yeterlilikleri.

Dayanıklılık ve güvenilirlik testleri

Modüllerin IEC 61215 ve IEC 61730 kapsamındaki tam güvenilirlik test dizilerinden geçtiği bildirildi. IEC 61215, fotovoltaik modüllerin tasarım yeterliliği ve dayanıklılığına yönelik testleri; IEC 61730 ise modül güvenliğiyle ilgili değerlendirmeleri kapsıyor. Bu testlerin geçilmesi, çalışmanın yalnızca verimlilik ölçümünden ibaret olmadığını gösteren önemli bir unsur. 19

Çalışma hakkında yayımlanan bir rapora göre modüller, maksimum güç noktası takibi altında 2.200 saat sonunda başlangıç verimliliklerinin yüzde 96’sını korudu. 4 Bu, dayanıklılık açısından yararlı bir gösterge. Bununla birlikte, sunulan bilgiler tüm test koşullarını yeniden kurmaya veya sonucu aynı koşullarda test edilmiş geleneksel bir silikon modülle doğrudan karşılaştırmaya yetmiyor.

Gerçek saha üretimi konusunda ne biliyoruz?

Çalışmayla ilgili bazı açıklamalarda, geniş arazi tipi güneş enerjisi kurulumlarında perovskit modüllerin kurulu güç başına üretimde aynı sahadaki kristal silikon modülleri geride bıraktığı belirtiliyor. 111415

Ancak mevcut kanıtlar, 2026’nın Mart-Mayıs döneminde 1 MW’lık perovskit kurulumu ile 3,5 MW’lık silikon kurulumunun ayrıntılı karşılaştırmasını doğrulamıyor. Aylık, kurulu güç başına üretim rakamları da paylaşılmadığı için herhangi bir avantajın sıcaklık ve ışık şiddetine göre ne ölçüde değiştiği nicel olarak ortaya konulamıyor.

Bu kanıt setinden çıkarılabilecek daha temkinli sonuç şu: kaynaklar, saha üretiminde perovskit modüller lehine kurulu güç başına bir performans göstergesi bildiriyor; ancak ay ay karşılaştırmayı veya bunun hava koşullarıyla ilişkisini doğrulayacak ayrıntılı veriler bulunmuyor.

Araştırma takvimindeki yeri

Bu çalışma en doğru biçimde geniş alanlı modül üretimi ve süreç entegrasyonu açısından bir kilometre taşı olarak değerlendirilmeli. Küçük hücrelerdeki verimlilik sonuçları, tandem cihazlar ve farklı modül alanı tanımlarıyla doğrudan karşılaştırılmamalı.

Sunulan kanıtlar, ekibin daha önceki yüzde 17,2 verimli Science çalışmasıyla istenen karşılaştırmayı doğrulamıyor. Aynı şekilde, Çin Bilimler Akademisi’ne atfedilen yüzde 28,04 sertifikalı perovskit-organik tandem rekoru da bu kanıt setinde doğrulanmış değil. Bu iddialar, mevcut modül sonucunun önemine doğrudan eklenmek yerine teyit bekleyen bilgiler olarak ele alınmalı.

Sonuç

Nanjing Üniversitesi ve Renshine ekibi; 2-metoksietanol, 1,3-dioksolan ve DMSO’dan oluşan üçlü çözücü sistemi, vakum destekli kristalleştirme ve kurşun karboksilat pasivasyonunu bir araya getirerek 0,72 m²’lik bir perovskit modülde yüzde 22,0 sertifikalı tam alan verimliliği ve 158,4 watt kararlı çıkış elde etti. Daha küçük bir modül yüzde 24,0 sertifikalı verimliliğe ulaştı; modüllerin IEC 61215 ve IEC 61730 testlerinden geçtiği bildirildi. 14514

Bu, metre ölçeğinde perovskit modül üretimi için kayda değer bir sonuç. Buna karşılık, karşılaştırmalı bozunma oranları, saha üretimi, sıcaklık ve ışınım etkileri, önceki rekorlarla kıyaslamalar ve tandem performansı hakkındaki daha geniş iddialar, aynı kesinlikle ifade edilebilmek için çalışmanın tamamına veya ek birincil verilere ihtiyaç duyuyor.