A equipe, liderada pelo assistente de professor Xiao Ke e pelo professor Hairen Tan da Universidade de Nanjing, em colaboração com a equipe de industrialização da Renshine, desenvolveu uma estratégia de passivação baseada em carboxilato de chumbo para módulos solares de perovskita. Os módulos comerciais obtidos, medindo 0,72 metros quadrados, atingiram uma eficiência certificada de área total de 22,0%, demonstrando uma potência de saída estável de 158,4 watts, estabelecendo um recorde para módulos de perovskita em escala métrica. Este trabalho foi publicado na revista Nature em 12 de agosto de 2026.
As células solares de perovskita são consideradas uma área promissora na fotovoltaica devido à alta eficiência, baixo custo e capacidade de solução. Após mais de dez anos de pesquisa, a eficiência laboratorial já se igualou à do silício, sendo o passivação de superfície um fator chave. No entanto, os materiais passivadores mais comuns à base de amônio funcionam bem em dispositivos de pequeno porte, mas enfrentam dois problemas ao serem escalados para módulos comerciais: sensibilidade à umidade, exigindo operação em atmosfera inerte, e dependência da passivação das propriedades da superfície do filme, o que dificulta a cobertura uniforme de grandes áreas.
Anteriormente, a equipe alcançou um avanço no controle da cristalização de perovskita em grandes áreas, conforme relatado na Science, permitindo a fabricação de módulos em escala métrica, embora a eficiência certificada fosse de apenas 17,2%, significativamente inferior ao silício devido à alta densidade de defeitos superficiais. No novo estudo, foi desenvolvida uma formulação de solvente, incluindo 2-metoxietanol, 1,3-dioxano e dimetilsulfóxido em proporções específicas, combinada com cristalização sob vácuo. Isso permitiu a formação natural de um substrato protetor rico em iodeto de formamida na superfície do filme, criando uma interface reacional ideal para a subsequente passivação com sais de chumbo. O tratamento da superfície com sais orgânicos de chumbo tornou a passivação mais uniforme em grandes áreas e aumentou a resistência à umidade, calor e luz contínua.
As melhorias na confiabilidade foram bastante significativas. Durante o envelhecimento em calor úmido a 85% de umidade relativa ou 85 graus Celsius, os módulos com passivação tradicional à base de amônio perderam 39% de eficiência após 1300 horas, enquanto os módulos passivados com carboxilato de chumbo perderam apenas 2%. Em ciclos térmicos de menos 40 a 85 graus Celsius durante 300 ciclos, os módulos com carboxilato de chumbo demonstraram quase nenhuma perda de eficiência. Esses módulos passaram com sucesso por um conjunto completo de testes de confiabilidade IEC61215/IEC61730, um passo crítico para a implementação comercial.
Os dados de geração em condições reais confirmam a viabilidade de implantação. A equipe instalou um sistema de perovskita de 1 megawatt e um sistema TOPCon de silício de 3,5 megawatts na mesma grande usina terrestre, monitorada de março a maio de 2026. O sistema de perovskita superou o sistema de silício na geração diária por unidade de potência todos os meses, mostrando um aumento mensal de 3,42%, 3,79% e 5,81%, com a vantagem aumentando à medida que a temperatura e a intensidade da luz aumentavam. Este é o segundo resultado notável consecutivo da produção de perovskitas por equipes chinesas esta semana, após a Academia Chinesa de Ciências, Instituto de Química, alcançar um recorde de 28,04% para estruturas perovskita-orgânicas tandem.



