Obsah
- Výkonné shrnutí: Přehled 2025 a klíčové poznatky
- Výroba solárních článků z halidové perovskitu: Základní technologie a procesy
- Vedoucí hráči a průkopnické společnosti (2025—2029)
- Průlomy v materiálové vědě: Efektivita, stabilita a škálovatelnost
- Pokroky v oblasti výroby: Od laboratoře k výrobě ve gigawattovém měřítku
- Velikost trhu, prognózy růstu a regionální trendy (2025–2029)
- Konkurenceschopné prostředí: Zaběhnutí a inovátory z perovskitu
- Řetězec dodávek a úvahy o surovinách
- Regulační, standardizační a udržitelné faktory
- Budoucí vyhlídky: Potenciál disruptivních technologií, výzvy a aplikace nové generace
- Zdroje a odkazy
Výkonné shrnutí: Přehled 2025 a klíčové poznatky
V roce 2025 je produkce solárních článků z halidového perovskitu (PSC) na kritickém rozcestí mezi pokročilými výzkumnými průlomy a zahájením výroby na komerčním měřítku. V uplynulém roce došlo v tomto sektoru k významnému pokroku jak v efektivitě zařízení, tak ve škálovatelnosti procesů, což bylo podporováno spoluprací mezi výzkumnými institucemi a průmyslovými hráči. Účinnost přeměny energie laboratořních perovskitových solárních článků nyní pravidelně překračuje 25%, přičemž tandemové struktury perovskit-silikon dokonce v certifikovaných testech překračují 29% (Helmholtz-Zentrum Berlin).
Pokud jde o výrobu, v roce 2025 došlo k posunu od primárně tenkovrstvých a vaporizačních technik k škálovatelným metodám, jako jsou slotted-die coating a inkjet printing, což umožňuje výrobu modulů větších ploch. Průmyslové subjekty, jako Oxford PV a Meyer Burger Technology AG, pokročily s předkomerčními pilotními linkami, které demonstrují semi-automatizovanou výrobu tandemových modulů perovskit-na-silikon. Tyto snahy jsou podporovány investicemi do zařízení pro zpracování roll-to-roll a technologií pro encapsulaci, které si kladou za cíl řešit stabilitu a citlivost perovskitových vrstev na vlhkost.
Materiálové dodavatelské řetězce pro klíčové prekurzory, jako je jodid olovnatý, methylamonium a formamidiniové soli, jsou paralelně budovány, přičemž chemické dodavatelské firmy jako Merck KGaA rozšiřují svoji nabídku, aby vyhověly rostoucí poptávce po vysoce čistých perovskitových materiálech. Kromě toho byl učiněn pokrok v řízení olova a recyklačních protokolech, aby se zmírnily environmentální obavy, což je nezbytnou podmínkou pro regulaci a přijetí na trhu.
Do budoucna se v příštích několika letech pravděpodobně uvidíme první výrobní linky na komerčním měřítku pro tandemové moduly perovskit-silikon v Evropě a Asii, přičemž bylo oznámeno nebo je ve výstavbě několik továren o velikosti gigawatt (Oxford PV). Odvětvový konsensus očekává, že životnost modulů a provozní stabilita splní standardy certifikace IEC, což otevře cestu pro široké přijetí v instalacích na střechách a v oblasti utilit.
Klíčové poznatky pro rok 2025:
- Účinnost perovskitových článků v laboratoři pravidelně překračuje 25%, přičemž tandemové moduly se blíží 30%.
- Škálovatelná výroba se posouvá směrem k slot-die a roll-to-roll procesům, pilotní linky jsou v provozu.
- Materiálové dodavatelské řetězce a recyklační praktiky se vyvíjejí, aby splnily environmentální a regulativní potřeby.
- První komerční produkty se očekávají na konci roku 2025 až 2026, přičemž Evropa a Asie vedou nasazení.
Výroba solárních článků z halidové perovskitu: Základní technologie a procesy
Výroba solárních článků z halidového perovskitu prošla v posledním desetiletí rychlou evolucí, přičemž rok 2025 je klíčovým rokem pro přechod od inovací na laboratorní úrovni k nasazení na průmyslovém měřítku. Základní technologie se zaměřují na škálovatelné metody nanášení, zlepšenou stabilitu materiálů a integraci se stávající infrastrukturou fotovoltaiky (PV).
Hlavním trendem v roce 2025 je pokrok ve škálovatelných výrobních technikách, které umožňují rovnoměrné filmy perovskitu na velkých plochách. Techniky jako slot-die coating, blade coating a inkjet printing se přesunuly z pilotních linek do semi-komerční výroby, přičemž společnosti jako Oxford PV a Microquanta Semiconductor aktivně demonstrují výrobu perovskitových vrstev s vysokou propustností. Tyto metody nabízejí výhody ve využití materiálu a kompatibilitě s procesy roll-to-roll (R2R), což je klíčové pro snížení výrobních nákladů a zvýšení propustnosti.
Materiálová stabilita zůstává v roce 2025 klíčovým bodem v procesech výroby. Pokroky v encapsulaci a použití robustních vrstev pro přenos náboje výrazně zlepšily životnost perovskitových solárních článků. Například Oxford PV hlásí, že tandemové moduly perovskit-na-silikon splňují normy životnosti Mezinárodní elektrotechnické komise (IEC), ukazující minimální degradaci po tisících hodin akcelerovaného testování. Tyto úspěchy jsou podporovány vývojem nových pasivizačních technik a začleňováním aditiv pro potlačení migrace iontů a pronikání vlhkosti.
Integrace se stávajícími výrobními linkami pro silikonové PV je dalším milníkem roku 2025. Hybridní tandemové architektury, kde jsou vrstvy perovskitu nanášeny na běžné silikonové články, jsou rozšiřovány několika průmyslovými hráči. Hanwha Q CELLS a Meyer Burger Technology AG aktivně investují do přizpůsobení svých výrobních linek pro moduly perovskit-silikon, přičemž využívají své zavedené dodavatelské řetězce a rámce kontroly kvality.
Do budoucna se očekává, že výroba solárních článků z halidového perovskitu se zaměří na další zlepšení v propustnosti, výtěžnosti a trvanlivosti zařízení. Spolupráce v odvětví a snahy o standardizaci, vedené organizacemi jako je IEA Program fotovoltaických energetických systémů (IEA-PVPS) a Solar Energy Industries Association (SEIA), by měly urychlit přijetí osvědčených postupů a usnadnit vstup na trh. Do roku 2027 by zralost těchto výrobních procesů mohla umožnit, aby PV perovskit mohly soutěžit přímo se stávajícími silikonovými technologiemi ve both efektivitě a nákladech, což vytvoří základ pro široké komerční nasazení.
Vedoucí hráči a průkopnické společnosti (2025—2029)
K roku 2025 je krajina výroby solárních článků z halidového perovskitu (PSC) formována kombinací start-upů, zavedených výrobců fotovoltaiky a podniků řízených výzkumem. Klíčoví hráči se přesouvají z průlomů na úrovni laboratoře na výrobu na průmyslové úrovni, s cílem řešit stabilitu, škálovatelnost a environmentální obavy, zatímco zvyšují efektivitu zařízení.
- Oxford PV zůstává v čele komercializace perovskit-silikonových tandemových solárních článků. Společnost zvýšila svou výrobní linku v Německu, s plány na dodání modulů, které překonávají 27% efektivitu. Pokrok Oxford PV je pozorně sledován, neboť je mezi prvními, kteří přesouvají technologii perovskitu z pilotních linek do výroby na gigawattovém měřítku, cílené na instalace na střechách a v oblasti utility do roku 2026. (Oxford PV)
- Saule Technologies, se sídlem v Polsku, je průkopníkem velkosériové výroby flexibilních solárních článků z perovskitu pomocí inkjet tisku. Saule nasadila semi-průhledné moduly PSC pro fotovoltaiku integrovanou do budov (BIPV) a zvyšuje výrobu, aby vyhověla rostoucí poptávce na evropském stavebním a IoT trhu. Výrobní zařízení společnosti, které je v provozu od roku 2022, pokračuje v zvyšování své roční kapacity, s dalším rozšířením plánovaným do roku 2027. (Saule Technologies)
- Hanwha Q CELLS a LONGi Green Energy Technology, oba globální lídři v oblasti silikonového PV, investovali do R&D partnerství pro tandemové moduly perovskit-silikon. Hanwha Q CELLS založila výzkumná centra v Evropě a Jižní Koreji, která se zaměřují na integraci perovskitu, s cílem na komerční nasazení před rokem 2028. Spolupráce LONGi s předními akademickými skupinami se zaměřuje na výrobu roll-to-roll a průmyslové metody encapsulace pro zlepšení životnosti modulů perovskitu. (Hanwha Q CELLS; LONGi Green Energy Technology)
- Microquanta Semiconductor v Číně je jednou z prvních společností, které masově vyrábějí moduly z perovskitu pomocí škálovatelného slot-die coating a encapsulace. Microquanta cílí na fotovoltaické elektrárny o velikosti utility a rozšiřuje svou roční výrobní kapacitu na několik set megawattů do roku 2027, což odráží silný domácí a mezinárodní zájem. (Microquanta Semiconductor)
- Greatcell Energy v Austrálii vyvinula proprietární formulace perovskitu a škálovatelné výrobní techniky, zaměřující se na moduly PV a specializované aplikace, jako je přenosné a vnitřní sbírání energie. Společnost spolupracuje s průmyslovými partnery na pilotních nasazeních a plánuje komerční výrobu do roku 2026. (Greatcell Energy)
Mezi lety 2025 a 2029 se očekává, že tyto společnosti urychlí pokroky v oblasti výroby perovskitových solárních článků, s významnými investicemi do stability, řízení olova a škálovatelné výroby. Jak lídři odvětví směřují k komercializaci, partnerství se sektory stavebnictví, elektroniky a energetiky urychlí přijetí perovskitu, což stanoví nové standardy pro efektivitu a nákladovou efektivnost na trhu fotovoltaiky.
Průlomy v materiálové vědě: Efektivita, stabilita a škálovatelnost
Solární články z halidového perovskitu (PSC) rychle pokročily v oblasti materiálové vědy, vykazující významné zlepšení v efektivitě, stabilitě a škálovatelnosti k roku 2025. Klíčové průlomy v procesech výroby a inženýrství materiálů podněcují komerční zájem a vytvářejí základ pro širší přijetí na trhu fotovoltaiky.
Zisky v efektivitě zůstávají centrálním zaměřením. V roce 2024 dosáhly certifikované laboratořní perovskitové články účinnosti přeměny energie (PCE) přesahující 26%, soutěžíce se zavedenými silikonovými technologiemi. Nedávné architektury tandemových článků — kombinující perovskity se silikonem — překročily 32% PCE v pilotních demonstracích, těžíc z inženýrství selektivních rozhraní a zlepšených vrstev pro přenos náboje. Pozoruhodně Oxford PV oznámila světový rekord v 28,6% efektivitě pro moduly tandemových modulů komerční velikosti, což podtrhuje rychlost pokroku.
Stabilita, která byla dříve velkým problémem pro PSC, je nyní řešena prostřednictvím pokročilé encapsulace a pečlivého ladění složení. Například užití anorganických kationtů (např. Cs+) a smíšených halidových formulací dramaticky zlepšilo životnost zařízení za reálných podmínek. imec a Henkel uvedli najevo pokrok v kolektivní práci na velkoplošných perovskitových modulech se stabilním fungováním nad 2 000 hodin, přičemž se blíží průmyslovým standardům pro komerční životnost.
Škálovatelnost také vykazuje markantní zlepšení. Techniky roll-to-roll coating a slot-die printing jsou optimalizovány pro vrstvy perovskitu, což umožňuje vysokou propustnost výroby za nižší náklady ve srovnání s tradičními materiály pro fotovoltaiku. Helia Photovoltaics uvedla na trh jednu z prvních komerčních výrobních linek perovskitových modulů v Evropě, využívající škálovatelné ink-based procesy určené pro rychlou expanzi. Kromě toho First Solar investuje do pilotního výzkumu a vývoje perovskitu s cílem integrovat tandemové zařízení do svého stávajícího výrobního ekosystému.
Do budoucna analytici odvětví předpovídají, že pokračující zlepšování materiálů a automatizace procesů umožní, aby solární moduly z perovskitu dosáhly standardní produkce během několika příštích let. Dynamika sektoru je podpořena spoluprací mezi výzkumnými institucemi a průmyslovými lídry, které se zaměřují na řešení zbývajících výzev v dlouhodobé stabilitě a škálovatelnosti. Do let 2026–2027 se očekává, že vstupující společnosti uvedou certifikované produkty pro fotovoltaiku integrovanou do budov a lehké, flexibilní aplikace, což připraví půdu pro širší nasazení vysoce efektivní technologie solárního energie z perovskitu.
Pokroky v oblasti výroby: Od laboratoře k výrobě ve gigawattovém měřítku
Přechod výroby solárních článků z halidového perovskitu z laboratorních výzkumů na výrobu ve gigawattovém měřítku představuje kritický milník v komercializaci fotovoltaik nové generace. K roku 2025 bylo dosaženo značného pokroku ve zvyšování výrobních procesů perovskitu, s významnými úspěchy v stabilitě zařízení, propustnosti a reprodukovatelnosti. Několik průkopnických společností a konsorcií demonstruje pilotní linky a ranou hromadnou výrobu, což signalizuje blízký přesun směrem k vysokému objemu nasazení.
Jedním z významných pokroků byl vývoj škálovatelných technik nanášení a tisku, jako je slot-die coating, blade coating a inkjet printing, které umožňují rovnoměrné pokrytí perovskitovými vrstvami na velkých plochách. Například Oxford PV využívá tyto metody ve své integrované výrobní lince pro perovskit-na-silikonové tandemové solární články, přičemž její zařízení v Braniborsku v Německu směřuje k desítkám megawattů roční kapacity. Plán rozvoje společnosti projednává expanze směrem k výrobě na gigawattovém měřítku, usnadněné automatizovaným zpracováním a systémy kvality in-line.
Materiálové dodavatelské řetězce se také vyvíjejí. Greatcell Solar a Avantama dodávají vysoce čisté prekurzory perovskitu a speciální inkousty přizpůsobené průmyslovým procesům, čímž snižují proměnlivost mezi dávkami a podporují velkoplošnou výrobu. Tyto vstupy jsou klíčové pro dosažení uniformity a spolehlivosti zařízení potřebné pro komerční nasazení.
Výrobci se zabývají výzvami dlouhodobé provozní stability a environmentální robustnosti, které historicky omezovaly komercializaci perovskitu. V roce 2025 společnosti jako Meyer Burger Technology AG aktivně zdokonalují techniky encapsulace a integrace bariérových fólií, aby prodloužily životnost modulů za reálných podmínek. Spolupráce, jako je Evropská iniciativa v oblasti perovskitu v rámci Evropské aliance pro solární PV průmysl, sjednocuje výzkum a průmyslové hráče, aby stanovily osvědčené výrobní normy a urychlily bankovatelnost perovskitových modulů (ESWIA).
V příštích několika letech se očekává, že výrobci zvýší kapacity, jak se pilotní linky přemění na komerční výstupy. Oxford PV a další hráči očekávají, že zařízení na úrovni gigawattů zahájí provoz koncem 20. let, přičemž se předpokládá, že tandemové moduly překročí 30% efektivitu v hromadné výrobě. Vyhlídka na odvětví je čím dál optimističtější, přičemž se očekává, že solární moduly z perovskitu doplní silikonové PV a rozšíří globální solární trh, pokud bude i nadále zdokonalena trvanlivost a škálovatelnost výroby.
Velikost trhu, prognózy růstu a regionální trendy (2025–2029)
Sektor solárních článků z halidového perovskitu (PSC) se blíží klíčové fázi v roce 2025, kdy několik výrobních iniciativ přechází z laboratoře a pilotních linek na výrobu na komerčním měřítku. Očekává se, že globální trh pro výrobu PSC zažije silný růst do roku 2029, poháněný souběhem nákladově konkurenceschopného zpracování, vysoké účinnosti přeměny energie a rostoucími investicemi do škálovatelné výroby.
V roce 2025 se přední hráči jako Oxford PV cíli na počáteční komerční nasazení modulů perovskit-na-silikonové tandemové moduly, přičemž využívají proces zpracování nízkými teplotami a techniky výroby roll-to-roll. Zařízení Oxford PV v Braniborsku, Německo, se chystá zvýšit výrobní kapacitu, což naznačuje rostoucí důvěru v škálovatelnost výroby perovskitu. Společnost plánuje dodávat moduly, které překonávají 27% efektivitu, což je standard, který překonává konvenční silikonové fotovoltaiky.
Dalším významným trendem je regionální diverzifikace výrobních center. V Asii se organizace jako Microquanta Semiconductor investují do pilotních linek a strategií pro škálování výroby velkoplošných perovskitových modulů, přičemž se zaměřují na zlepšení uniformity filmů a stability za podmínek hromadné výroby. Mezitím Tandem PV ve Spojených státech oznámila plány na domácí výrobní zařízení, které se shoduje s federálními prioritami pro lokalizovanou výrobu čisté energie a bezpečnost dodavatelského řetězce.
Od roku 2025 do roku 2029 se očekává, že globální trh pro výrobu solárních článků z perovskitu poroste v dvojciferné míře ročního růstu. Tento silný růst je podpořen rostoucími závazky jak ze strany veřejného, tak soukromého sektoru na dekarbonizaci energetických systémů a zralostí škálovatelných výrobních technik, jako jsou slot-die coating, vapor deposition a inkjet printing.
- Evropa by měla vést rané komerční přijetí, podpořena silnými politikami a průmyslovými partnerstvími. Evropská unie SolarPower Europe předpovídá rostoucí integraci technologie perovskitu do solárního výrobního ekosystému v regionu od roku 2025.
- Asie-Pacifik, zejména Čína, Jižní Korea a Japonsko, rychle budují technickou kapacitu a infrastrukturu dodavatelského řetězce pro výrobu PSC, s důrazem na domácí nasazení i exportní potenciál.
- Severní Amerika pravděpodobně zaznamená nárůst výroby, podpořený pobídkami podle amerického zákona o snižování inflace a iniciativami k vytvoření pokročilé výrobní kapacity PV v domácím prostředí.
Pohledem do budoucnosti bude konkurenční prostředí výroby solárních článků z halidového perovskitu formováno neustálými zlepšeními stability zařízení, bezpečnosti životního prostředí a ekonomicky efektivním zvyšováním rozsahu, přičemž se očekává, že se do roku 2029 na globální úrovni dostane na trh stále více komerčních továren.
Konkurenceschopné prostředí: Zaběhnutí a inovátory z perovskitu
Konkurenceschopné prostředí výroby solárních článků z halidového perovskitu v roce 2025 je formováno interakcí mezi zavedenými výrobci fotovoltaických (PV) technologií a rychle rostoucím počtem inovátorů zaměřených na perovskit. Tradiční výrobci PV na bázi silikonu, jako Trina Solar a JinkoSolar, i nadále dominují globálnímu dodání modulů, přičemž využívají ekonomiku měřítka a vyspělé výrobní infrastruktury. Nicméně, trvalý tlak na vyšší efektivity a nižší náklady urychlil investice do technologií perovskitu, jak v portfoliu zavedených společností, tak mezi specializovanými start-upy.
Několik zavedených společností zahájilo spolupracující iniciativy nebo interní výzkum a vývoj s cílem integrovat vrstvy perovskitu jako tandemové články nad silikonem, s cílem překonat limit efektivity u jednokruhových článků. Například First Solar oznámila výzkumné programy zkoumající tandemové architektury perovskit-na-tenkém filmu, zatímco Hanwha Solutions uzavřela partnerství s výzkumnými institucemi za účelem hodnocení hybridních modulů perovskit-silikon. Tyto snahy jsou motivovány nedávnými úspěchy v laboratoři, jako je certifikovaná efektivita tandemových článků přesahující 29%, s projekcí efektivity komerčních modulů překračující 25% v průběhu příštích několika let.
Současně perovskitoví inovátoři rychle pokročili od prototypů na úrovni laboratoře k pilotní výrobě. Společnosti jako Oxford PV a Heliatek uvedly do provozu předkomerční výrobní linky v Evropě, zaměřující se na počáteční objemy pro demonstrační projekty a aplikace s vysokou hodnotou. Oxford PV například oznámila expedici prvních modulů perovskit-na-silikonové tandemové moduly svým partnerům v roce 2024, s plány na zvýšení produkce v roce 2025. Podobně Meyer Burger Technology AG zveřejnila strategické investice do výzkumu a vývoje perovskitu a oznámila pilotní výrobu tandemových modulů.
V příštích několika letech se očekává postupné sbližování mezi těmito dvěma tábory. Některé zavedené firmy získávají nebo licencují technologie perovskitu, zatímco vybrané inovátory hledají společné podniky pro škálování a bankovatelné výrobní procesy. Výzvy stále přetrvávají, zejména v oblasti dlouhodobé stability a uniformity velkých ploch perovskitových vrstev, stejně jako rozvoje dodavatelského řetězce pro specializované prekurzory. Průmyslové orgány, jako je IEA PVPS, předpovídají zvyšující se pilotní nasazení a testování v terénu do roku 2026, s významným vstupem na komerční trh očekávaným koncem 20. let.
Obecně je konkurenceschopné prostředí v roce 2025 poznamenáno rychlým technickým pokrokem, strategickými aliancemi a opatrně optimistickým pohledem na budoucnost, když se jak zavedené společnosti, tak startupy zaměřené na perovskit snaží definovat novou generaci výroby solárních článků.
Řetězec dodávek a úvahy o surovinách
Výroba solárních článků z halidového perovskitu (PSC) se spoléhá na nuancovaný a vyvíjející se dodavatelský řetězec pro prekurzorové materiály, substráty, encapsulanty a výrobní zařízení. Jak odvětví vstupuje do roku 2025, zdroje a konzistence těchto materiálů jsou kritické jak pro rozšíření výroby, tak pro zajištění spolehlivosti zařízení. Klíčové suroviny zahrnují halidy olova nebo cínu, organické kationty jako methylamonium nebo formamidiniové soli a anorganické halidy, přičemž probíhá výzkum alternativních složení bez olova.
Hlavní chemické dodavatelské firmy zvýšily svou kapacitu pro vysoce čisté prekurzory perovskitu, a to v reakci na rostoucí poptávku z pilotních linek a raných komerčních nasazení. Například Merck KGaA (operující jako Sigma-Aldrich v některých regionech) a Strem Chemicals, Inc. rozšířily své portfolio, aby zahrnovalo vlastní syntetizované soli perovskitu a meziprodukty, s důrazem na ultra-vysokou čistotu pro minimalizaci defektů zařízení. To usnadnilo stabilní dodávky pro výzkum, pilotní výrobu a počáteční výrobní linky modulů.
Odolnost dodavatelského řetězce se stala zaměřením, jak se PSC přesouvají z laboratoře na trh. Skleněné a flexibilní polymerní substráty jsou dodávány od etablovaných dodavatelů, jako je Corning Incorporated, která vyvinula skleněné složení šité na míru pro stabilitu a průhlednost perovskitu. Materiály pro encapulaci, které jsou klíčové pro životnost zařízení, jsou dodávány společnostmi jako Dow a DuPont, které přizpůsobují své fotovoltaické chemie encapsulantů, aby splnily citlivost perovskitu na vlhkost a UV záření.
V roce 2025 výrobci zařízení představují systémy pro zpracování a depozici, které jsou speciálně navrženy pro vrstvy perovskitu. Meyer Burger Technology AG zvyšuje výrobu tandemových článků, které integrují depozici perovskitu s etablovanými procesy pro silikon, zatímco MBRAUN poskytuje kontrolované atmosférické zpracování, které je nezbytné pro manipulaci s citlivými materiály perovskitu.
Do budoucna se očekává, že dodavatelský řetězec pro perovskit se rychle vyvine, jak poroste komerční zájem. Průmyslové konsorcia, jako PEPPER, koordinované Helmhоретz-Zentrum Berlin, podporují spolupráci mezi sektory, aby se vyřešily otázky škálovatelnosti, nákladů a environmentálních důsledků. Neustálý pokrok v čistotě materiálů a encapulaci, spolu se zabezpečeným, diversifikovaným zdrojem kovových halidů a organických prekurzorů, by měl podpořit spolehlivé rozšíření výroby solárních článků z perovskitu až do roku 2025 a dále.
Regulační, standardizační a udržitelné faktory
Regulační, standardizační a udržitelné prostředí pro výrobu solárních článků z halidového perovskitu (PSC) prochází rychlou evolucí, jak se technologie blíží komerční použitelnosti v roce 2025. Klíčové regulační orgány a průmyslové aliance pracují na založení testovacích protokolů, environmentálních standardů a odpovědných výrobních praktik, aby podpořily vstup na trh a rozšíření výroby.
Úsilí o standardizaci jsou zásadní pro široké přijetí PSC. Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) zahájila vývoj specifických norem pro moduly perovskitové PV, zaměřujících se na stabilitu, bezpečnost a výkon v různých environmentálních podmínkách. UL Solutions také zahájila certifikaci modulů na bázi perovskitu pro stávající normy bezpečnosti modulů PV, přičemž se provádějí pilotní projekty k přizpůsobení protokolů specifickým charakteristikám perovskitu.
Na regulační frontě vede Evropská unie s „Aliancí solárního průmyslu“, která zahrnuje technologii perovskitu v její cestovní mapě pro posílení domácích dodavatelských řetězců solární energie a vynucení požadavků na ekologický design a konec životnosti v rámci Zeleného plánu průmyslu (Evropská komise). V USA financuje Ministerstvo energetiky USA demonstrační projekty pro moduly halidového perovskitu, integrující hodnocení zdraví a bezpečnosti životního prostředí (EHS), aby se zabývalo obavami z obsahu olova a dopadů na životní cyklus.
Udržitelné faktory formují výrobní možnosti. Velkokapacitní výrobci, jako Oxford PV a Microquanta Semiconductor, investují do uzavřeného výrobního cyklu, recyklace rozpouštědel a řešení pro encapsulaci, aby zmírnili únik olova – oblast pod rostoucí regulací. Tyto společnosti se rovněž účastní spolupráce více zainteresovaných stran na definování cest recyklace a vývoji perovskitových složení bez olova nebo s nižším obsahem olova.
Pohledem do budoucnosti se očekává, že od roku 2025 budou regulační a standardizační rámce zpřísněny, zejména v oblastech nebezpečných materiálů, trvanlivosti modulů a recyklace. Průmyslové orgány, jako platforma Intersolar Europe, předpovídají, že harmonizované standardy budou nastaveny během dvou až tří let, což umožní bankovatelnost a pojistitelnost produktů na bázi perovskitu. Dále se očekává, že certifikace udržitelnosti – jako ty, které dozoruje SolarPower Europe – budou hrát stále významnější roli v rozhodovacích procesech pro velké solární projekty.
Ve shrnutí, zatímco rok 2025 představuje klíčový rok pro výrobu solárních článků z halidového perovskitu, interakce regulace, standardizace a udržitelnosti se očekává, že se zesílí, což ovlivní investice a komercializační strategie napříč odvětvím.
Budoucí vyhlídky: Potenciál disruptivních technologií, výzvy a aplikace nové generace
K datu 2025 je výroba solárních článků z halidového perovskitu (PSC) na kritickém rozcestí, charakterizovaném rychlým pokrokem ve škálovatelnosti, stabilitě a integračním potenciálu. Disruptivní potenciál perovskitových fotovoltaik spočívá v jejich vysoké účinnosti přeměny energie (PCE), možnosti zpracování při nízkých teplotách a kompatibilitě s flexibilními substráty. Mnoho výzkumných skupin a obchodních subjektů již zaznamenalo certifikované PCE pro jednovrstvé články přesahující 25%, přičemž tandemové perovskit-silikonové články již překračují 30% v laboratorním prostředí. Oxford PV, lídr v oblasti perovskit-silikonových tandemových článků, se posouvá k výrobě na komerčním měřítku, se cílem na moduly s účinností nad 28% a plánem pro masové nasazení během několika příštích let.
Navzdory těmto pokrokům stále existují výzvy spojené s výrobou, které je třeba překonat, než dojde k širokému nasazení. Stabilita pod dlouhodobým osvětlením, vlhkostí a teplotními cykly zůstává klíčovým problémem, neboť tradiční vrstvy perovskitu jsou náchylné k degradaci. Nedávné průlomy v encapsulaci a inženýrství rozhraní, jako tomu je u společností First Solar prostřednictvím společného výzkumu, by měly prodloužit provozní životnost na 25 let, přičemž se přiblíží těm zavedeným technologiím fotovoltaiky.
- Zvýšení výrobní kapacity: Metody roll-to-roll a slot-die coating se aktivně vyvíjejí, aby umožnily velkoplošnou, vysoce propustnou výrobu. Hanwha Solutions a Solliance Solar Research testují tyto škálovatelné výrobní techniky, přičemž se očekává, že pilotní linky budou produkovat komerční moduly do roku 2026.
- Dodávky materiálů a udržitelnost: Toxicita olova zůstává regulačním problémem, což vede k úsilí o složení perovskitu bez olova. Strategie dodavatelského řetězce se vyvíjejí, přičemž přední dodavatelé jako Merck KGaA poskytují vysoce čisté prekurzory a spolupracují na řešeních recyklace, aby se vyrovnali s environmentálními dopady.
- Integrace a aplikace nové generace: Jedinečné vlastnosti PSC – nízká hmotnost, částečná průhlednost a tunovatelné zakázky – podněcují aplikace v fotovoltaice integrované do budov (BIPV), agrivoltaice a tandemových modulech pro vesmír a přenosné elektroniky. Heliatek a GCL System Integration Technology zkoumají flexibilní a průhledné perovskitové moduly, které mají být nasazeny v městských a off-grid prostředích.
Pohledem do budoucna je pravděpodobné, že v příštích několika letech uvidíme první komerční nasazení modulů z perovskitu, zejména na specializovaných trzích, kde jejich jedinečné výhody převyšují obavy z nákladů a trvanlivosti. Další inovace v oblasti výroby, materiálů a architektury zařízení, podporované robustními partnerstvími mezi průmyslem a akademickou sférou, by měly snížit náklady a zlepšit spolehlivost, což postaví solární články z halidového perovskitu jako potenciálně disruptivní sílu na globálním solárním trhu.
Zdroje a odkazy
- Helmholtz-Zentrum Berlin
- Oxford PV
- Meyer Burger Technology AG
- Microquanta Semiconductor
- Solar Energy Industries Association (SEIA)
- Saule Technologies
- Hanwha Q CELLS
- imec
- Henkel
- Helia Photovoltaics
- First Solar
- Avantama
- Tandem PV
- SolarPower Europe
- Trina Solar
- JinkoSolar
- Heliatek
- Strem Chemicals, Inc.
- DuPont
- MBRAUN
- UL Solutions
- Evropská komise
- Intersolar Europe
- Solliance Solar Research
