Popis sadržaja
- Izvršni rezime: Pregled 2025. i ključne spoznaje
- Proizvodnja halidnih perovskitnih solarnih ćelija: Ključne tehnologije i procesi
- Vodeći igrači i pionirske tvrtke (2025—2029)
- Proboji u znanosti o materijalima: Učinkovitost, stabilnost i skalabilnost
- Napredak u proizvodnji: Od laboratorijske do gigavatske proizvodnje
- Veličina tržišta, prognoze rasta i regionalni trendovi (2025–2029)
- Konkurentski pejzaž: Trenutni igrači naspram perovskitnih inovatora
- Razmatranja opskrbnog lanca i sirovina
- Regulatorni, standardizacijski i održivi poticaji
- Budući izgledi: Potencijal za poremećaj, izazovi i aplikacije nove generacije
- Izvori i reference
Izvršni rezime: Pregled 2025. i ključne spoznaje
U 2025. godini, proizvodnja halidnih perovskitnih solarnih ćelija (PSC) nalazi se na kritičnoj točki između naprednih istraživačkih proboja i početka komercijalne proizvodnje na velikoj skali. Tijekom protekle godine, sektor je zabilježio značajan napredak u učinkovitosti uređaja i skalabilnosti procesa, potaknut zajedničkim naporima istraživačkih institucija i industrijskih igrača. Učinkovitosti pretvorbe energije laboratorijskih perovskitnih solarnih ćelija redovito premašuju 25%, približavajući se performansama konvencionalnih silicijevih fotonaponskih sustava, dok su tandemske perovskit-silicijske strukture čak premašile 29% na certificiranim testovima (Helmholtz-Zentrum Berlin).
Što se tiče proizvodnje, 2025. došlo je do promjene s prvenstveno spin-coating i tehnikom depozicije pare prema skalabilnim metodama poput slot-die nego i inkjet ispisa, omogućujući proizvodnju modula većih površina. Industrijski entiteti, uključujući Oxford PV i Meyer Burger Technology AG, napreduju s prekomercijalnim pilot linijama, demonstrirajući poluautomatiziranu proizvodnju perovskitnih tandemski modula na silikonu. Ove napore podržavaju investicije u opremu za procesiranje roll-to-roll i tehnologije kapsulacije, s ciljem rješavanja stabilnosti i osjetljivosti na vlagu perovskitnih slojeva.
Mreže opskrbe materijalima za kritične prekursore poput olovnog jodida, metilamonijevih i formamidinium soli se uspostavljaju paralelno, s kemijskim dobavljačima poput Merck KGaA koji proširuju svoju ponudu kako bi udovoljili rastućoj potražnji za visokopurističnim perovskitnim materijalima. Osim toga, postignut je napredak u upravljanju olovom i protokolima reciklaže kako bi se smanjili ekološki problemi, što je preduvjet za regulatorne odobrenja i prihvaćanje na tržištu.
Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina vjerovatno će vidjeti prve proizvodne linije na komercijalnoj razini za perovskitno-silicijske tandemske module u Europi i Aziji, sa nekoliko tvornica na gigavatskoj razini koje su najavljene ili u izgradnji (Oxford PV). Industrijski konsenzus očekuje da će životni vijek modula i operativna stabilnost zadovoljiti IEC standarde certifikacije, otvarajući put za široku primjenu u strateškim i javnim instalacijama.
Ključne spoznaje za 2025:
- Učinkovitosti perovskitnih solarnih ćelija na laboratorijskoj razini redovito prelaze 25%, dok se tandemski moduli približavaju 30%.
- Skalabilna proizvodnja prelazi na slot-die i roll-to-roll procese, uz operativne pilot linije.
- Mreže opskrbe materijalima i prakse reciklaže sazrijevaju kako bi se suočile s ekološkim i regulatornim potrebama.
- Prvi komercijalni proizvodi očekuju se u kasnoj 2025–2026, s Europom i Azijom kao vodećima u primjeni.
Proizvodnja halidnih perovskitnih solarnih ćelija: Ključne tehnologije i procesi
Proizvodnja halidnih perovskitnih solarnih ćelija prošla je rapidnu evoluciju u posljednjem desetljeću, a 2025. godina označava ključnu prekretnicu za prijelaz s inovacija na laboratorijskoj razini na industrijsku primjenu. Ključne tehnologije fokusiraju se na skalabilne metode depozicije, poboljšanu stabilnost materijala i integraciju s postojećom fotonaponskom (PV) infrastrukturom.
Središnji trend u 2025. godini je napredak skalabilnih tehnologija proizvodnje koje omogućuju jedinstvene perovskitne filmove širih površina. Tehnike kao što su slot-die nanošenje, nanošenje oštricom i inkjet štampanje prešle su s pilot linija na polu-komercijalnu proizvodnju, a tvrtke poput Oxford PV i Microquanta Semiconductor aktivno demonstriraju visoko prohodnu proizvodnju perovskitnih slojeva. Ove metode nude prednosti u iskorištavanju materijala i kompatibilnosti s procesima roll-to-roll (R2R), što je bitno za smanjenje troškova proizvodnje i povećanje prozvodnje.
Stabilnost materijala ostaje fokusna točka u proizvodnim procesima 2025. godine. Napredak u kapsulaciji i korištenju robusnih slojeva za prijenos naboja značajno su poboljšali životne vijekove operativnih perovskitnih solarnih ćelija. Na primjer, Oxford PV izvještava o tandemski modulima na perovskitu i silikonu koji ispunjavaju međunarodne standarde životnog vijeka Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC), pokazujući minimalno propadanje nakon tisuća sati ubrzanog testiranja. Ova postignuća podržana su razvojem novih tehnika pasivacije i uključivanjem aditiva za suzbijanje migracije iona i prodiranja vlage.
Integracija s postojećim proizvodnim linijama silicija druga je prekretnica 2025. godine. Hibridne tandemske arhitekture, u kojima su perovskitni slojevi položeni na konvencionalne silicijske ćelije, postaju sve veće od strane nekoliko industrijskih igrača. Hanwha Q CELLS i Meyer Burger Technology AG aktivno ulažu u prilagodbu svojih proizvodnih linija za tandemske module perovskit-silikon, koristeći svoje uspostavljene mreže opskrbe i okvire kontrole kvalitete.
Gledajući unaprijed, izgledi za proizvodnju halidnih perovskitnih solarnih ćelija usredotočeni su na daljnje poboljšanje protoka, prinosa i trajnosti uređaja. Industrijske suradnje i standardizacijski napori, predvođeni organizacijama kao što su IEA Photovoltaic Power Systems Programme (IEA-PVPS) i Solar Energy Industries Association (SEIA), očekuje se da će ubrzati usvajanje najboljih praksi i omogućiti ulazak na tržište. Do 2027. godine, zrelost ovih proizvodnih procesa mogla bi omogućiti perovskitnim PV-ima da se direktno natječu s postojećim silicijskim tehnologijama u učinkovitosti i cijeni, postavljajući temelje za široku komercijalnu upotrebu.
Vodeći igrači i pionirske tvrtke (2025—2029)
Od 2025. godine, krajolik proizvodnje halidnih perovskitnih solarnih ćelija (PSC) oblikuju kombinacija start-upova, etabliranih proizvođača fotonaponskih sustava i istraživačkih preduzeća. Ključni igrači prelaze iz proboja na razini laboratorija u proizvodnju na industrijskoj razini, s ciljem rješavanja stabilnosti, skalabilnosti i okolišnih problema dok poboljšavaju učinkovitost uređaja.
- Oxford PV ostaje na čelu komercijalizacije tandemske solarne ćelije perovskit-silikon. Tvrtka je povećala svoju proizvodnu liniju u Njemačkoj, s planovima isporuke modula koji premašuju 27% učinkovitosti. Napredak Oxford PV-a pažljivo se prati, jer je među prvima koji perovskitnu tehnologiju prenosi s pilot linija na proizvodnju na gigavatskoj razini, ciljajući kako na instalacije na krovovima, tako i na javne instalacije do 2026. (Oxford PV)
- Saule Technologies, sa sjedištem u Poljskoj, pionir je velike proizvodnje fleksibilnih perovskitnih solarnih ćelija koristeći inkjet štampanje. Saule je rasporedila polu-prozirne PSC module za fotonaponske sisteme integrirane u zgrade (BIPV) i povećava proizvodnju kako bi zadovoljila rastuću potražnju na europskom građevinskom i IoT tržištu. Proizvodni pogon tvrtke, koji je u pogonu od 2022., nastavlja povećavati svoju godišnju proizvodnju, s daljnjom ekspanzijom predviđenom do 2027. (Saule Technologies)
- Hanwha Q CELLS i LONGi Green Energy Technology, oba globalna lidera u silicijskim PV-ima, uložila su u R&D partnerstva za tandemske module perovskit-silikon. Hanwha Q CELLS uspostavila je istraživačke centre u Europi i Južnoj Koreji posvećene povećanju integracije perovskita, s ciljem komercijalne primjene prije 2028. LONGi surađuje s vodećim akademskim grupama s fokusom na roll-to-roll proizvodnju i industrijske metode kapsulacije kako bi poboljšao životne vijekove perovskitnih modula. (Hanwha Q CELLS; LONGi Green Energy Technology)
- Microquanta Semiconductor u Kini jedna je od prvih tvrtki koja masovno proizvodi perovskitne solarne module koristeći skalabilno slot-die nanošenje i kapsulaciju. Microquanta cilja na elektrane na velikoj skali i povećava svoju godišnju proizvodnju na nekoliko stotina megavata do 2027., odražavajući značajan domaći i međunarodni interes. (Microquanta Semiconductor)
- Greatcell Energy u Australiji razvila je vlastite formule perovskita i skalabilne tehnologije proizvodnje, fokusirajući se i na PV module i specijalne primjene poput prijenosnog i unutarnjeg prikupljanja energije. Tvrtka surađuje s industrijskim partnerima na pilot primjenama i ima cilj komercijalne proizvodnje do 2026. (Greatcell Energy)
Između 2025. i 2029. ovi će igrači vjerojatno potaknuti brzi napredak u proizvodnji perovskitnih solarnih ćelija, s značajnim investicijama u stabilnost, upravljanje olovom i skalabilnu proizvodnju. Dok industrijski lideri nastavljaju prema komercijalizaciji, partnerstva s građevinskim, elektroničkim i energetskim sektorima ubrzat će usvajanje perovskita, postavljajući nove standarde za učinkovitost i troškovnu učinkovitost na tržištu fotonapona.
Proboji u znanosti o materijalima: Učinkovitost, stabilnost i skalabilnost
Halidne perovskitne solarne ćelije (PSC) brzo su napredovale u znanosti o materijalima, pokazujući značajna poboljšanja u učinkovitosti, stabilnosti i skalabilnosti do 2025. Ključni proboji u procesima proizvodnje i inženjeringu materijala pokreću komercijalni interes i postavljaju temelje za šire usvajanje na tržištu fotonapona.
Dobici u učinkovitosti ostaju središnja točka. U 2024. godini, certificirane perovskitne ćelije na laboratorijskoj razini postigle su učinkovitosti pretvorbe energije (PCE) koje prelaze 26%, suprotstavljajući se etabliranim silicijskim tehnologijama. Nedavni tandemski arhitekture ćelija—kombinirajući perovskite sa silicijem—premašili su 32% PCE u pilot demonstracijama, koristeći selektivno inženjerstvo sučelja i poboljšane slojeve za prijenos naboja. Značajno, Oxford PV je objavio svjetski rekord od 28,6% učinkovitosti za komercijalno velike tandemske module, naglašavajući brzinu napretka.
Stabilnost, nekada veliki izazov za PSC, sada se rješava putem napredne kapsulacije i pažljivog podešavanja kompozicije. Na primjer, korištenje anorganskih katjona (npr. Cs+) i miješanih halidnih formulacija dramatično je poboljšalo dugovječnost uređaja pod stvarnim uvjetima. imec i Henkel izvijestili su o zajedničkom napretku na velikim perovskitnim modulima s stabilnim radom duljim od 2.000 sati, približavajući industrijskim standardima za komercijalnu održivost.
Skalabilnost je također zabilježila značajna poboljšanja. Roll-to-roll premazivanje i slot-die štampanje optimiziraju se za perovskitne slojeve, omogućujući visoko prohodnu proizvodnju po nižim troškovima u odnosu na tradicionalne fotonaponske materijale. Helia Photovoltaics pokrenula je jednu od prvih komercijalnih proizvodnih linija za perovskite u Europi, koristeći skalabilne procese depozicije na bazi tinte dizajnirane za brzu ekspanziju. Osim toga, First Solar ulaže u istraživanje i razvoj perovskita na pilot razini s ciljem integracije tandemske tehnologije u svoj postojeći proizvodni ekosustav.
Gledajući unaprijed, analitičari industrije predviđaju da će kontinuirane rafinacije materijala i automatizacija procesa omogućiti perovskitnim solarnim modulima da dosegnu mainstream proizvodnju unutar sljedećih nekoliko godina. Momentum sektora podupiru suradnje između istraživačkih instituta i industrijskih lidera, usredotočujući se na rješavanje preostalih izazova u dugoročnoj stabilnosti i skalabilnosti. Do 2026. – 2027., očekuje se da će tržišni ulagači lansirati certificirane proizvode za fotonaponske sustave integrirane u zgrade i lagane, fleksibilne aplikacije, postavljajući temelje za širu primjenu visokoučinkovite perovskitne solarne tehnologije.
Napredak u proizvodnji: Od laboratorijske do gigavatske proizvodnje
Prijelaz proizvodnje halidnih perovskitnih solarnih ćelija s istraživanja na laboratorijskoj razini na proizvodnju na gigavatskoj razini predstavlja kritičnu prekretnicu u komercijalizaciji fotonaponskih sustava nove generacije. Od 2025. godine, postignut je značajan napredak u skaliranju procesa proizvodnje perovskita, uz značajne uspjehe u stabilnosti uređaja, protoku i reproducibilnosti. Nekoliko pionirskih tvrtki i konzorcija demonstriraju pilot linije i ranu masovnu proizvodnju, signalizirajući blizak prijelaz na visoko volumensku primjenu.
Jedan od značajnih napredaka bila je razvoj skalabilnih tehnika premazivanja i štampanja, kao što su slot-die premazivanje, premazivanje oštricom i inkjet štampanje, koje omogućuju ravnomjernu depopoziciju perovskitnih slojeva kroz velike površine. Na primjer, Oxford PV koristi ove metode u svojoj integriranoj proizvodnoj liniji za tandemske solarne ćelije perovskit-silikon, s mjestom u Brandenburgskom pogonu u Njemačkoj koje cilja na stotine megavata godišnje kapaciteta. Karta puta tvrtke predviđa ekspanziju prema proizvodnji na gigavatskoj razini, olakšanu automatiziranim rukovanjem i sustavima kontrole kvalitete u liniji.
Mreže opskrbe materijalima također sazrijevaju. Greatcell Solar i Avantama isporučuju visokopurijske perovskitne prekursore i specijalne tinte prilagođene za industrijske procese, smanjujući varijacije između serija i podržavajući proizvodnju velikih volumen. Ovi unosi su ključni za postizanje uniformnosti uređaja i pouzdanosti potrebnih za komercijalnu primjenu.
Proizvođači se suočavaju s izazovima dugotrajne operativne stabilnosti i ekološke otpornosti, što su povijesno ograničavale komercijalizaciju perovskita. U 2025. godini, tvrtke poput Meyer Burger Technology AG aktivno napreduju u tehnikama kapsulacije i integracije barijernih filmova kako bi produžile životne vijekove modula pod stvarnim uvjetima. Zajednički inicijative—poput Europske perovskitne inicijative pod Europskim savezom PV industrije—usmjeravaju istraživanje i industrijske igrače u uspostavljanju standarda najboljih praksi u proizvodnji i ubrzati bankabilnost perovskitnih modula (ESWIA).
Gledajući unaprijed u sljedeće nekoliko godina, očekuje se da će proizvođači povećati kapacitete dok pilot linije prelaze na proizvodnju komercijalne razine. Oxford PV i drugi igrači prognoziraju da će objekti na razini gigavata biti operativni do kraja 2020-ih, s tandemski modulima za koje se očekuje da će premašiti 30% učinkovitosti u masovnoj proizvodnji. Izgledi industrije postaju sve optimističniji, s perovskitnim solarnim modulima koji bi trebali dopuniti silicijske PV i proširiti globalno solarno tržište, pod uvjetom da trajnost i skalabilnost proizvodnje nastave poboljšavati.
Veličina tržišta, prognoze rasta i regionalni trendovi (2025–2029)
Sektor halidnih perovskitnih solarnih ćelija (PSC) približava se ključnoj fazi u 2025. godini, dok se nekoliko proizvodnih inicijativa prelazi iz laboratorijskih i pilot linija u proizvodnju komercijalne razine. Globalno tržište za proizvodnju PSC-a predviđa se da će do 2029. godine doživjeti snažan rast, potaknut spajanjem troškovno konkurentne obrade, visokih učinkovitosti pretvorbe energije i sve većih ulaganja u skalabilnu proizvodnju.
U 2025. godini, vodeći igrači poput Oxford PV ciljaju na inicijalno komercijalno lansiranje tandemski modula perovskit-silikon, koristeći obradu otopina na niskoj temperaturi i roll-to-roll proizvodne tehnike. Pogo PVC u Brandenburg an der Havel, Njemačka, postavljen je za povećanje proizvodnog kapaciteta, signalizirajući rastuće povjerenje u skalabilnost proizvodnje perovskita. Tvrtka ima cilj isporuke modula koji premašuju 27% učinkovitosti, što je referentna točka koja nadmašuje konvencionalne silicijske fotonaponske sustave.
Još jedan značajan trend je regionalna diversifikacija proizvodnih središta. U Aziji, organizacije poput Microquanta Semiconductor ulažu u pilot linije i strategije skaliranja za perovskitne module velikih površina, fokusirajući se na poboljšanje uniformnosti filma i stabilnosti pod uvjetima masovne proizvodnje. U međuvremenu, Tandem PV u Sjedinjenim Američkim Državama najavio je planove za domaći proizvodni pogon, usklađujući se s federalnim prioritetima za lokaliziranu proizvodnju čiste energije i sigurnost opskrbnog lanca.
Od 2025. do 2029. godine, globalno tržište za proizvodnju perovskitnih solarnih ćelija predviđa se da će rasti dvocifrenom složenom godišnjom stopom rasta. Ova snažna ekspanzija podržava se rastućim obvezama javnog i privatnog sektora za dekarbonizaciju energetskih sustava i zrelošću skalabilnih proizvodnih tehnika, kao što su slot-die premazivanje, depozicija pare i inkjet štampanje.
- Europa se očekuje da predvodi ranu komercijalnu primjenu, podržana snažnim politikama poticaja i industrijskim partnerstvima. Europska unija SolarPower Europe predviđa povećanje integracije perovskitne tehnologije u proizvodnom ekosustavu regije od 2025. godine nadalje.
- Azija-Pacifik, osobito Kina, Južna Koreja i Japan, brzo grade tehnički kapacitet i infrastrukturu opskrbnog lanca za proizvodnju PSC-a, fokusirajući se na domaću primjenu i izvozni potencijal.
- Sjeverna Amerika vjerojatno će doživjeti porast aktivnosti proizvodnje, potaknut poticajima iz američkog Zakona o smanjenju inflacije i inicijativama za preseljenje napredne fotonaponske proizvodnje.
Gledajući unaprijed, konkurentni krajolik proizvodnje halidnih perovskitnih solarnih ćelija oblikovat će se kontinuiranim poboljšanjima u stabilnosti uređaja, ekološkoj sigurnosti i troškovnoj efikasnosti, uz očekivanja da će se rastući broj komercijalnih fabrika pojaviti širom svijeta do 2029. godine.
Konkurentski pejzaž: Trenutni igrači naspram perovskitnih inovatora
Konkurentski krajolik proizvodnje halidnih perovskitnih solarnih ćelija u 2025. godini oblikuje se interakcijom između etabliranih proizvođača fotonaponskih sustava (PV) i brzo rastuće skupine inovatora koji su fokusirani na perovskite. Tradicionalni proizvođači silicijskih PV-a, poput Trina Solar i JinkoSolar, i dalje dominiraju globalnim isporukama modula, koristeći ekonomiju razmjera i zrele proizvodne infrastrukture. Ipak, stalna težnja za višim učinkom i nižim troškovima ubrzala je ulaganja u perovskitne tehnologije, kako unutar postojećih portfelja, tako i među specijaliziranim start-upovima.
Nekoliko postojećih igrača pokrenulo je suradničke inicijative ili vlastiti R&D kako bi integrirali slojeve perovskita kao tandemske ćelije na silicij, s ciljem premašivanja plafona učinkovitosti jednostruke spojnice. Na primjer, First Solar najavio je istraživačke programe koji istražuju perovskitno-tanju arhitekturu, dok je Hanwha Solutions sklopila partnerstva s istraživačkim institucijama kako bi procijenila hibridne module perovskit-silikon. Ovi napori motivirani su nedavnim laboratorijskim postignućima, kao što su certificirane učinkovitosti tandemske ćelije koje premašuju 29%, s predviđanjima da će učinkovitost komercijalnog modula premašiti 25% unutar sljedećih nekoliko godina.
U međuvremenu, perovskitni inovatori brzo su napredovali od prototipa na laboratorijskoj razini do pilot-skale proizvodnje. Tvrtke poput Oxford PV i Heliatek pokrenule su prekomercijalne proizvodne linije u Europi, ciljajući na inicijalne volumen za pokazne projekte i visoke vrijednosti aplikacije. Oxford PV, na primjer, izvijestio je o isporuci prvih tandemski modula perovskit-silikon partnerima u 2024. godini, s planovima za povećanu proizvodnju u 2025. Slično tome, Meyer Burger Technology AG je otkrio strateška ulaganja u istraživanje i razvoj perovskita i najavio pilot proizvodnju tandemski modula.
Očekuje se da će sljedećih nekoliko godina svjedočiti postupnoj konvergenciji između dva tabora. Neki postojeći igrači stječu ili licenciraju perovskitne tehnologije, dok neki inovatori traže zajedničke projekte za skaliranje i bankabilnu proizvodnju. Izazovi ostaju, posebno u pogledu dugoročne stabilnosti i velike površinske uniformnosti perovskitnih slojeva, kao i razvoja opskrbnog lanca za specijalizirane prekursore. Industrijske organizacije poput IEA PVPS prognoziraju povećanje pilot primjena i terenskih testiranja do 2026. godine, s značajnim komercijalnim ulaskom predviđenim do kasnih 2020-ih.
Općenito, konkurentski krajolik u 2025. godini obilježen je brzim tehničkim napretkom, strateškim savezima i oprezno optimističnim izgledima dok i postojeći igrači i perovskitni inovatori trče da definiraju sljedeću generaciju proizvodnje solarnih ćelija.
Razmatranja opskrbnog lanca i sirovina
Proizvodnja halidnih perovskitnih solarnih ćelija (PSC) oslanja se na složen i evolucijski opskrbni lanac za prekurzore, podloge, kapsulante i proizvodnu opremu. Kako industrija ulazi u 2025. godinu, nabava i dosljednost ovih materijala kritični su za povećanje proizvodnje i osiguranje pouzdanosti uređaja. Ključni sirovinski materijali uključuju halide olova ili tina, organske katjone poput metilamonijevih ili formamidinium soli i anorganske halide, uz kontinuirano istraživanje olovom slobodnih alternativnih kompozicija.
Glavni kemijski dobavljači povećali su svoju kapacitet za visokopurijske perovskitne prekursore, odgovarajući na rastuću potražnju s pilot linija i ranih komercijalnih primjena. Na primjer, Merck KGaA (operirajući kao Sigma-Aldrich u nekim regijama) i Strem Chemicals, Inc. proširili su svoje portfelje kako bi uključili prilagođene sintetizirane perovskitne soli i intermedijate, s fokusom na ultra-visoku čistoću kako bi se smanjili defekti uređaja. To je olakšalo stabilnu opskrbu za istraživanje, piloti i početne komercijalne proizvodne linije.
Otpornost opskrbnog lanca postala je ključno područje usred prebacivanja PSC-a s laboratorija na tržište. Stakleni i fleksibilni polimerni substrati dobivaju se od etabliranih dobavljača kao što je Corning Incorporated, koji je razvila staklene kompozicije prilagođene za stabilnost perovskita i prozirnost. Materijali za kapsulaciju—kritični za dugovječnost uređaja—pružaju tvrtke poput Dow i DuPont, koje prilagođavaju svoje kemije za fotonaponsku kapsulaciju kako bi zadovoljili vlažnost i UV osjetljivost perovskita.
U 2025. godini, proizvođači opreme uvode sustave obrade otopina i depozicije pare posebno dizajnirane za perovskitne slojeve. Meyer Burger Technology AG povećava proizvodne linije tandemske ćelije koje integriraju depoziciju perovskita s uspostavljenim silicijskim procesima, dok MBRAUN pruža kontrolirane atmosferske prostore koji su bitni za rukovanje osjetljivim perovskitnim materijalima.
Gledajući unaprijed, opskrbni lanac perovskita očekuje se da će brzo sazrijeti kako raste komercijalni interes. Industrijski konzorciji poput PEPPER, koje koordinira Helmholtz-Zentrum Berlin, potiču suradnju između sektora kako bi se riješili problemi skalabilnosti, troškova i povezanosti s okolinom. Kontinuirani napredak u čistoći materijala i kapsulaciji, u kombinaciji s osiguranom, diversificiranom nabavkom metal halida i organskih prekursora, predviđa se da će podržati pouzdanu ekspanziju proizvodnje halidnih perovskitnih solarnih ćelija kroz 2025. i dalje.
Regulatorni, standardizacijski i održivi poticaji
Regulatorni, standardizacijski i održivi okviri za proizvodnju halidnih perovskitnih solarnih ćelija (PSC) prolaze brzu evoluciju dok tehnologija postaje komercijalno održiva 2025. godine. Ključne regulatorne agencije i industrijske alijanse rade na uspostavljanju protokola testiranja, ekoloških kriterija i odgovarajućih praksi proizvodnje za podršku ulasku na tržište i povećanju.
Standardizacijske inicijative su ključne za široku primjenu PSC-a. Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC) započela je razvoj specifičnih standarda za perovskitne PV module, usredotočujući se na stabilnost, sigurnost i performanse pod raznolikim ekološkim uvjetima. UL Solutions također je započeo certificiranje perovskitnih modula prema postojećim standardima sigurnosti PV modula, uz pilot projekte u tijeku za prilagođavanje protokola specifičnim karakteristikama perovskita.
Na regulatornom planu, Europska unija predvodi s “Solar PV Industry Alliance”, koja uključuje perovskitnu tehnologiju u svoj plan jačanja domaćih solarnih opskrbnih lanaca i provođenja zahtjeva za ekološki dizajn i kraj životnog ciklusa u sklopu Plana zelenog posla (Europska komisija). U Sjedinjenim Američkim Državama, Ministarstvo energetike Sjedinjenih Država financira demonstracijske projekte za halidne perovskitne module, integrirajući procjene zdravstvenih i sigurnosnih aspekata (EHS) kako bi se riješili problemi povezani s olovom i utjecajem na životni ciklus.
Održivi poticaji oblikuju odabir proizvodnje. Veliki proizvođači kao što su Oxford PV i Microquanta Semiconductor ulažu u zatvorene procese proizvodnje, vraćanje otapala i rješenja za kapsulaciju kako bi smanjili curenje olova—područje koje se nalazi pod sve većim regulatornim nadzorom. Ove tvrtke također sudjeluju u multi-dioničarskim suradnjama kako bi definirale putanje reciklaže i razvile kompozicije perovskita bez olova ili smanjene na olovo.
Gledajući unaprijed, od 2025. godine očekuje se da će regulatorni i standardizacijski okviri postati stroži, posebno oko opasnih materijala, trajnosti modula i reciklaže. Industrijska tijela kao što je Intersolar Europe predviđaju da će usklađeni standardi biti postavljeni unutar dvije do tri godine, omogućavajući bankabilnost i osiguranje perovskitnih solarnih proizvoda. Osim toga, certifikati održivosti—poput onih koje nadzire SolarPower Europe—vjerojatno će imati sve važniju ulogu u odlukama o nabavi za projekte velike solarne energije.
U sažetku, dok 2025. godina označava ključnu prekretnicu za proizvodnju halidnih perovskitnih solarnih ćelija, očekuje se da će međusobni odnosi regulatornog, standardizacijskog i održivog faktora pojačati, oblikujući strategije investicija i komercijalizaciju širom industrije.
Budući izgledi: Potencijal za poremećaj, izazovi i aplikacije nove generacije
Kao 2025. godine, proizvodnja halidnih perovskitnih solarnih ćelija (PSC) nalazi se na ključnoj točki, obilježena brzim napretkom u skalabilnosti, stabilnosti i potencijalu integracije. Obećanje perovskitnih fotonaponskih sustava leži u njihovim visokim učinkovitim pretvorbama energije (PCE), mogućnosti obrade pri niskim temperaturama i kompatibilnosti s fleksibilnim podlogama. Višestruke istraživačke grupe i komercijalni subjekti izvijestili su o certificiranim PCE-ima pojedinačne spojnice koji prelaze 25%, dok su tandemske perovskit-silikonske ćelije već premašile 30% u laboratorijskim okruženjima. Oxford PV, lider u tandemskoj tehnologiji perovskit-silikon, prelazi na komercijalnu proizvodnju, ciljajući module s učinkovitostima iznad 28% i planira masovno postavljanje u sljedećih nekoliko godina.
Unatoč ovim napretcima, ostaje nekoliko izazova povezanih s proizvodnjom prije šire komercijalizacije. Stabilnost pod dugotrajnim osvjetljavanjem, vlagom i termalnim cikliranjem predstavlja središnju brigu, jer su tradicionalni perovskitni slojevi skloni propadanju. Nedavni proboji u kapsulaciji i inženjeringu sučelja, koje provode tvrtke poput First Solar kroz suradničko istraživanje, očekuje se da će produžiti operativne vijekove na 25 godina, približavajući se onima etabliranih fotonaponskih tehnologija.
- Povećanje proizvodnje: Metode premazivanja roll-to-roll i slot-die aktivno se razvijaju kako bi omogućile proizvodnju na širokim površinama s visokim protokom. Hanwha Solutions i Solliance Solar Research provode pilot projekte ovih skalabilnih tehnika proizvodnje, s očekivanjima komercijalnih modula do 2026. godine.
- Opskrba materijalima i održivost: Toksičnost olova ostaje regulatorna briga, što potiče napore prema perovskitnim kompozicijama bez olova. Strategije opskrbnog lanca se razvijaju, a vodeći dobavljači poput Merck KGaA pružaju visokopurijske prekursore i surađuju na rješenjima reciklaže kako bi se riješili ekološki utjecaji.
- Integracija i aplikacije nove generacije: Jedinstvene osobine PSC-a—lagani, poluprozirni i prilagodljivi energetski pojasevi—kataliziraju aplikacije u fotonaponskim sustavima integriranim u zgrade (BIPV), agrivoltaičnom sustavu i tandemski modulima za svemir i prijenosnu elektroniku. Heliatek i GCL System Integration Technology istražuju fleksibilne i prozirne perovskitne module za primjenu u urbanim i izvanmrežnim okruženjima.
Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina vjerojatno će svjedočiti prvom komercijalnom razvikavanju perovskitnih modula, posebno u nišama na tržištu gdje njihove jedinstvene prednosti nadmašuju troškove i dugovječnost. Kontinuirana inovacija u proizvodnji, materijalima i arhitekturi uređaja, podržana čvrstim partnerstvima između industrije i akademije, očekuje se da će sniziti troškove i poboljšati pouzdanost, postavljajući halidne perovskitne solarne ćelije kao potencijalno disruptivnu silu na globalnom solarno tržištu.
Izvori i reference
- 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
- Europska komisija
- Intersolar Europe
- Solliance Solar Research
