Indice
- Sintesi Esecutiva: Snapshot 2025 & Punti Chiave
- Fabbricazione di Celle Solari a Perovskite Haluro: Tecnologie e Processi Fondamentali
- Aziende Leader e Innovatori Pionieristici (2025—2029)
- Scoperte nella Scienza dei Materiali: Efficienza, Stabilità e Scalabilità
- Avanzamenti nella Fabbricazione: Dal Laboratorio alla Produzione su Scala Gigawatt
- Dimensione del Mercato, Previsioni di Crescita e Tendenze Regionali (2025–2029)
- Panorama Competitivo: Attori Consolidati vs. Innovatori della Perovskite
- Catena di Fornitura e Considerazioni sui Materiali Grezzi
- Normative, Standardizzazione e Fattori di Sostenibilità
- Prospettive Future: Potenziale Distruttivo, Sfide e Applicazioni di Nuova Generazione
- Fonti & Riferimenti
Sintesi Esecutiva: Snapshot 2025 & Punti Chiave
Nel 2025, la fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro (PSC) si trova a un bivio critico tra significative innovazioni nella ricerca e l’inizio della produzione su scala commerciale. Negli ultimi dodici mesi, il settore ha registrato notevoli progressi sia nell’efficienza dei dispositivi che nella scalabilità dei processi, trainati da sforzi collaborativi tra istituzioni di ricerca e attori industriali. Le efficienze di conversione energetica delle celle solari a perovskite su scala di laboratorio hanno superato regolarmente il 25%, avvicinandosi alle prestazioni delle fotovoltaiche in silicio convenzionali, mentre le strutture tandem perovskite-silicio hanno addirittura superato il 29% nei test certificati (Helmholtz-Zentrum Berlin).
In termini di fabbricazione, il 2025 ha visto un passaggio dalle tecniche principalmente di spin-coating e deposizione da vapore verso metodi scalabili come il coating a slot-die e la stampa a getto d’inchiostro, consentendo la produzione di moduli di area più ampia. Entità industriali, tra cui Oxford PV e Meyer Burger Technology AG, hanno avviato linee pilota pre-commerciali, dimostrando la fabbricazione semi-automatica di moduli tandem perovskite-su-silicio. Questi sforzi sono supportati da investimenti in attrezzature per il processing roll-to-roll e tecnologie di incapsulamento, mirati a affrontare la stabilità e la sensibilità all’umidità degli strati di perovskite.
Le catene di fornitura dei materiali per precursori critici come ioduro di piombo, metilammonio e sali di formamidinio sono in fase di sviluppo parallelo, con fornitori chimici come Merck KGaA che ampliano la loro offerta per soddisfare la crescente domanda di materiali perovskite ad alta purezza. Inoltre, sono stati compiuti progressi nella gestione e nel riciclo del piombo per mitigare le preoccupazioni ambientali, un prerequisito per l’approvazione normativa e l’accettazione sul mercato.
Guardando al futuro, nei prossimi anni si prevede il lancio delle prime linee di produzione su scala commerciale di moduli tandem perovskite-silicio in Europa e Asia, con diverse fabbriche su scala gigawatt già annunciate o in costruzione (Oxford PV). Il consenso dell’industria si aspetta che le durate e la stabilità operativa dei moduli soddisfino gli standard di certificazione IEC, aprendo la strada a una diffusione su larga scala in installazioni residenziali e utility-scale.
Punti chiave per il 2025:
- Le efficienze delle celle a perovskite su scala di laboratorio superano regolarmente il 25%, con moduli tandem che si avvicinano al 30%.
- La fabbricazione scalabile si sposta verso i processi a slot-die e roll-to-roll, con linee pilota operative.
- Le catene di fornitura dei materiali e le pratiche di riciclo si stanno consolidando per affrontare le esigenze ambientali e normative.
- I primi prodotti commerciali sono previsti per la fine del 2025–2026, con Europa e Asia in prima linea nell’implementazione.
Fabbricazione di Celle Solari a Perovskite Haluro: Tecnologie e Processi Fondamentali
La fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro ha subito un’evoluzione rapida nell’ultimo decennio, con il 2025 che segna un anno cruciale per il passaggio dall’innovazione su scala di laboratorio alla distribuzione su scala industriale. Le tecnologie fondamentali si concentrano su metodi di deposizione scalabili, stabilità migliorata dei materiali e integrazione con l’infrastruttura fotovoltaica (PV) esistente.
Una tendenza centrale nel 2025 è il progresso delle tecniche di fabbricazione scalabili che consentono film di perovskite uniformi su grandi aree. Tecniche come il coating a slot-die, il blade coating e la stampa a getto d’inchiostro si sono spostate dalle linee pilota alla produzione semi-commerciale, con aziende come Oxford PV e Microquanta Semiconductor che dimostrano attivamente la produzione ad alta capacità di strati di perovskite. Questi metodi offrono vantaggi nell’utilizzo dei materiali e nella compatibilità con processi roll-to-roll (R2R), essenziali per ridurre i costi di produzione e aumentare il rendimento.
La stabilità dei materiali rimane un punto focale nei processi di fabbricazione del 2025. I progressi nell’incapsulamento e l’uso di strati di trasporto di cariche robusti hanno migliorato notevolmente le durate operative delle celle solari a perovskite. Ad esempio, Oxford PV ha riportato moduli tandem perovskite-su-silicio che soddisfano gli standard di durata dell’International Electrotechnical Commission (IEC), mostrando una minima degradazione dopo migliaia di ore di test accelerati. Questi successi sono supportati dallo sviluppo di nuove tecniche di passivazione e dall’incorporazione di additivi per sopprimere la migrazione degli ioni e l’ingresso di umidità.
L’integrazione con le linee di produzione di PV in silicio esistenti è un altro traguardo del 2025. Architetture tandem ibride, in cui gli strati di perovskite vengono depositati sopra celle di silicio convenzionali, vengono scalate da diversi attori del settore. Hanwha Q CELLS e Meyer Burger Technology AG stanno investendo attivamente nell’adattamento delle loro linee di produzione per moduli tandem perovskite-silicio, sfruttando le loro catene di fornitura consolidate e i framework di controllo qualità.
Guardando avanti, le prospettive per la fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro si concentrano su ulteriori miglioramenti nel rendimento, nella resa e nella durabilità dei dispositivi. Le collaborazioni industriali e gli sforzi di standardizzazione, guidati da organizzazioni come il Programma dell’IEA per i Sistemi Fotovoltaici (IEA-PVPS) e Solar Energy Industries Association (SEIA), si prevede accelereranno l’adozione delle migliori pratiche e faciliteranno l’ingresso nel mercato. Entro il 2027, la maturazione di questi processi di fabbricazione potrebbe consentire al PV a perovskite di competere direttamente con le tecnologie di silicio consolidate sia in termini di efficienza che di costo, preparando il terreno per una diffusione commerciale diffusa.
Aziende Leader e Innovatori Pionieristici (2025—2029)
Nel 2025, il panorama della fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro (PSC) è plasmato da una combinazione di start-up, produttori di fotovoltaici affermati e imprese guidate dalla ricerca. I principali attori stanno passando dalle scoperte su scala di laboratorio alla produzione su scala industriale, mirando a risolvere problemi di stabilità, scalabilità e sostenibilità ambientale, pur migliorando l’efficienza dei dispositivi.
- Oxford PV rimane in prima linea nella commercializzazione delle celle solari tandem perovskite-silicio. L’azienda ha ampliato la sua linea di produzione in Germania, con piani per fornire moduli che superano il 27% di efficienza. I progressi di Oxford PV sono seguiti con attenzione, poiché è tra i primi a spostare la tecnologia a perovskite dalle linee pilota alla produzione su scala gigawatt, puntando sia su installazioni residenziali che su scala utility entro il 2026. (Oxford PV)
- Saule Technologies, con sede in Polonia, ha pionierizzato la fabbricazione su larga scala di celle solari a perovskite flessibili utilizzando la stampa a getto d’inchiostro. Saule ha distribuito moduli PSC semi-trasparenti per i fotovoltaici integrati negli edifici (BIPV) e sta aumentando la produzione per soddisfare la crescente domanda nei mercati europei delle costruzioni e dell’IoT. La struttura di produzione dell’azienda, operativa dal 2022, continua ad aumentare la sua capacità annua, con ulteriori espansioni previste fino al 2027. (Saule Technologies)
- Hanwha Q CELLS e LONGi Green Energy Technology, entrambi leader globali nel PV in silicio, hanno investito in partnership R&D per moduli tandem perovskite-silicio. Hanwha Q CELLS ha istituito centri di ricerca in Europa e Corea del Sud dedicati all’integrazione della perovskite su larga scala, puntando a una distribuzione commerciale prima del 2028. La collaborazione di LONGi con i principali gruppi accademici è focalizzata sulla fabbricazione roll-to-roll e sui metodi industriali di incapsulamento per migliorare la durata dei moduli perovskite. (Hanwha Q CELLS; LONGi Green Energy Technology)
- Microquanta Semiconductor in Cina è una delle prime aziende a produrre in massa moduli solari a perovskite utilizzando il coating scalabile a slot-die e l’incapsulamento. Microquanta si rivolge a impianti energetici su scala utility ed sta ampliando la sua capacità di produzione annuale a diverse centinaia di megawatt entro il 2027, riflettendo un forte interesse sia domestico che internazionale. (Microquanta Semiconductor)
- Greatcell Energy in Australia ha sviluppato formulazioni proprietarie di perovskite e tecniche di fabbricazione scalabili, focalizzandosi sia su moduli PV che su applicazioni speciali come la raccolta di energia portatile e interna. L’azienda collabora con partner industriali per distribuzioni pilota e mira a una fabbricazione su scala commerciale entro il 2026. (Greatcell Energy)
Tra il 2025 e il 2029, si prevede che queste aziende guideranno rapidi avanzamenti nella fabbricazione delle celle solari a perovskite, con investimenti significativi nella stabilità, nella gestione del piombo e nella produzione scalabile. Mentre i leader del settore spingono verso la commercializzazione, le partnership con i settori delle costruzioni, dell’elettronica e dell’energia accelereranno l’adozione della perovskite, stabilendo nuovi standard di efficienza e costo-efficacia nel mercato fotovoltaico.
Scoperte nella Scienza dei Materiali: Efficienza, Stabilità e Scalabilità
Le celle solari a perovskite haluro (PSC) hanno fatto rapidi progressi nella scienza dei materiali, mostrando significativi miglioramenti in termini di efficienza, stabilità e scalabilità nel 2025. Le scoperte chiave nei processi di fabbricazione e nell’ingegneria dei materiali stanno guidando l’interesse commerciale e preparando il terreno per un’adozione più ampia nel mercato fotovoltaico.
I guadagni in efficienza rimangono un punto focale. Nel 2024, le celle a perovskite certificate su scala di laboratorio hanno raggiunto efficienze di conversione di energia (PCE) superiori al 26%, rivaleggiando con le tecnologie in silicio affermate. Recenti architetture di celle tandem—che combinano perovskite con silicio—hanno superato il 32% di PCE in dimostrazioni pilota, beneficiando di ingegneria di interfaccia selettiva e strati di trasporto di cariche migliorati. In particolare, Oxford PV ha annunciato un’efficienza da record mondiale del 28.6% per i moduli tandem di dimensioni commerciali, sottolineando il rapido progresso.
La stabilità, un tempo una grande sfida per le PSC, è ora affrontata attraverso avanzati sistemi di incapsulamento e un attento tuning composizionale. Ad esempio, l’uso di cationi inorganici (es. Cs+) e formulazioni di alogeni misti ha migliorato notevolmente la longevità dei dispositivi in condizioni reali. imec e Henkel hanno riportato progressi collaborativi su moduli di perovskite di grande area con operazione stabile oltre le 2.000 ore, avvicinandosi ai benchmark industriali per la fattibilità commerciale.
La scalabilità ha mostrato anche marcati miglioramenti. Il coating roll-to-roll e la stampa a slot-die stanno venendo ottimizzati per gli strati di perovskite, consentendo una produzione ad alta capacità a costi inferiori rispetto ai materiali fotovoltaici tradizionali. Helia Photovoltaics ha lanciato una delle prime linee di produzione commerciali di moduli a perovskite in Europa, utilizzando processi di deposizione a inchiostro scalabili progettati per un’espansione rapida. Inoltre, First Solar sta investendo nella R&D pilota per la perovskite con l’obiettivo di integrare dispositivi tandem nel suo ecosistema produttivo esistente.
Guardando avanti, gli analisti dell’industria prevedono che i continui affinamenti dei materiali e l’automazione dei processi consentiranno ai moduli solari a perovskite di raggiungere la produzione mainstream nei prossimi anni. L’inerzia del settore è sostenuta da collaborazioni tra istituti di ricerca e leader industriali, focalizzandosi sulla soluzione delle sfide residue di lungo termine in termini di stabilità e scalabilità. Entro il 2026–2027, si prevede che i nuovi entranti sul mercato lanceranno prodotti certificati per fotovoltaici integrati negli edifici e applicazioni leggere e flessibili, preparando il terreno per una diffusione più ampia della tecnologia solare a perovskite ad alta efficienza.
Avanzamenti nella Fabbricazione: Dal Laboratorio alla Produzione su Scala Gigawatt
La transizione della fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro da una ricerca su scala di laboratorio a una produzione su scala gigawatt rappresenta un traguardo fondamentale nella commercializzazione dei fotovoltaici di nuova generazione. Nel 2025, sono stati compiuti progressi sostanziali nella scalabilità dei processi di produzione della perovskite, con risultati notevoli nella stabilità dei dispositivi, nella capacità di produzione e nella riproducibilità. Diverse aziende pionieristiche e consorzi stanno dimostrando linee pilota e produzione di massa in fase iniziale, segnalando un imminente cambiamento verso una distribuzione ad alto volume.
Un importante progresso è stato lo sviluppo di tecniche di coating e stampa scalabili, come il coating a slot-die, il blade coating e la stampa a getto d’inchiostro, che consentono una deposizione uniforme degli strati di perovskite su grandi aree. Ad esempio, Oxford PV sta sfruttando questi metodi nella sua linea di produzione integrata di celle solari tandem perovskite-su-silicio, con la sua struttura a Brandenburg in Germania che punta a centinaia di megawatt di capacità annuale. La roadmap dell’azienda prevede un’espansione verso la produzione su scala gigawatt, facilitata da maneggio automatizzato e sistemi di controllo qualità in linea.
Le catene di fornitura di materiali stanno inoltre maturando. Greatcell Solar e Avantama forniscono precursori di perovskite ad alta purezza e inchiostri speciali su misura per processi su scala industriale, riducendo la variabilità da lotto a lotto e supportando la produzione in volumi elevati. Questi input sono critici per raggiungere l’uniformità e l’affidabilità dei dispositivi necessarie per la distribuzione commerciale.
I produttori stanno affrontando le sfide della stabilità operativa a lungo termine e della robustezza ambientale, tradizionalmente limitanti la commercializzazione della perovskite. Nel 2025, aziende come Meyer Burger Technology AG stanno attivamente avanzando tecniche di integrazione dell’incapsulamento e pellicole barriera per estendere le durate dei moduli in condizioni reali. Iniziative collaborative—come l’Iniziativa Europea per la Perovskite sotto l’Alleanza dell’Industria Solare Europea—stanno allineando ricercatori e attori industriali per stabilire standard di fabbricazione delle migliori pratiche e accelerare la bancabilità dei moduli a perovskite (ESWIA).
Guardando ai prossimi anni, si prevede che i produttori aumentino le capacità man mano che le linee pilota passeranno a una produzione su scala commerciale. Oxford PV e altri attori prevedono che impianti su scala gigawatt entreranno in funzione entro la fine degli anni ’20, con moduli tandem previsti per superare il 30% di efficienza nella produzione di massa. Le prospettive per l’industria sono sempre più ottimistiche, con i moduli solari a perovskite pronti ad integrare il silicio PV ed espandere il mercato solare globale, a condizione che la durabilità e la scalabilità della produzione continuino a migliorare.
Dimensione del Mercato, Previsioni di Crescita e Tendenze Regionali (2025–2029)
Il settore delle celle solari a perovskite haluro (PSC) si avvicina a una fase cruciale nel 2025, poiché diverse iniziative di fabbricazione stanno transitando da linee di laboratorio e pilota a produzione su scala commerciale. Si prevede che il mercato globale per la fabbricazione delle PSC registrerà una crescita robusta fino al 2029, guidata dalla convergenza di processi competitivi in termini di costo, elevate efficienze di conversione energetica e crescenti investimenti nella produzione scalabile.
Nel 2025, attori di primo piano come Oxford PV mirano al lancio commerciale iniziale dei moduli tandem perovskite-su-silicio, sfruttando processi a bassa temperatura e tecniche di produzione roll-to-roll. La struttura di Oxford PV a Brandenburg an der Havel, in Germania, è pronta ad aumentare la capacità produttiva, segnalando crescente fiducia nella scalabilità della fabbricazione della perovskite. L’azienda mira a fornire moduli che superano il 27% di efficienza, un benchmark che supera le fotovoltaiche in silicio convenzionali.
Un’altra tendenza notevole è la diversificazione regionale degli hub di fabbricazione. In Asia, organizzazioni come Microquanta Semiconductor stanno investendo in linee pilota e strategie di scalabilità per moduli di perovskite di grande area, focalizzandosi sul miglioramento dell’uniformità del film e della stabilità in condizioni di produzione di massa. Nel frattempo, Tandem PV negli Stati Uniti ha annunciato piani per una struttura di produzione domestica, allineandosi con le priorità federali per una produzione di energia pulita localizzata e la sicurezza della catena di approvvigionamento.
Dal 2025 al 2029, si prevede che il mercato globale della fabbricazione delle celle solari a perovskite cresca a un tasso di crescita annuale composto a doppia cifra. Questa robusta espansione è sostenuta da crescenti impegni sia da parte del settore pubblico che privato per decarbonizzare i sistemi energetici e dalla maturazione delle tecniche di fabbricazione scalabile, come il coating a slot-die, la deposizione da vapore e la stampa a getto d’inchiostro.
- L’Europa dovrebbe guidare l’adozione commerciale iniziale, supportata da forti incentivi politici e partnership industriali. La SolarPower Europe dell’Unione Europea prevede una crescente integrazione della tecnologia a perovskite nell’ecosistema di fabbricazione solare della regione a partire dal 2025.
- L’Asia-Pacifico, in particolare Cina, Corea del Sud e Giappone, sta rapidamente costruendo capacità tecniche e infrastrutture della catena di fornitura per la fabbricazione delle PSC, focalizzandosi sia sull’implementazione domestica che sul potenziale di esportazione.
- Si prevede che il Nord America assisterà a un aumento delle attività di fabbricazione, catalizzate dagli incentivi previsti dalla Legge sulla Riduzione dell’Inflazione degli Stati Uniti e iniziative per riportare la produzione avanzata di fotovoltaici in patria.
Guardando avanti, il panorama competitivo della fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro sarà modellato da continui miglioramenti nella stabilità dei dispositivi, nella sicurezza ambientale e nella scalabilità economica, con un numero crescente di fabbriche commerciali che entreranno in funzione a livello globale entro il 2029.
Panorama Competitivo: Attori Consolidati vs. Innovatori della Perovskite
Il panorama competitivo della fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro nel 2025 è plasmato dall’interazione tra i produttori fotovoltaici (PV) consolidati e un numero crescente di innovatori focalizzati sulla perovskite. I produttori tradizionali di PV a base di silicio, come Trina Solar e JinkoSolar, continuano a dominare le spedizioni globali di moduli, sfruttando le economie di scala e infrastrutture di produzione mature. Tuttavia, la costante ricerca di efficienze più elevate e costi inferiori ha accelerato gli investimenti nelle tecnologie perovskite, sia all’interno dei portafogli consolidati che tra startup specializzate.
Diversi attori consolidati hanno avviato iniziative collaborative o R&D interne per integrare strati di perovskite come celle tandem sopra il silicio, mirando a superare il limite di efficienza delle celle a giunzione singola. Ad esempio, First Solar ha annunciato programmi di ricerca volti ad esplorare architetture tandem perovskite-su-film sottile, mentre Hanwha Solutions ha avviato collaborazioni con istituti di ricerca per valutare moduli ibridi perovskite-silicio. Questi sforzi sono motivati dai recenti risultati in laboratorio, come le efficienze delle celle tandem certificate che superano il 29%, con proiezioni di efficienza commerciale dei moduli superiori al 25% nei prossimi anni.
Parallelamente, gli innovatori della perovskite hanno fatto rapidi progressi dalla prototipazione su scala di laboratorio alla produzione su scala pilota. Aziende come Oxford PV e Heliatek hanno commissionato linee di produzione pre-commerciali in Europa, puntando a volumi iniziali per progetti dimostrativi e applicazioni di alto valore. Oxford PV, ad esempio, ha riportato la spedizione dei primi moduli tandem perovskite-su-silicio ai partner nel 2024, con piani per un output aumentato nel 2025. Allo stesso modo, Meyer Burger Technology AG ha reso note strategie di investimento nella R&D sulla perovskite e ha annunciato la produzione pilota di moduli tandem.
Nei prossimi anni, si prevede una graduale convergenza tra i due schieramenti. Alcuni attori consolidati stanno acquisendo o licenziando tecnologie perovskite, mentre alcuni innovatori selezionati stanno cercando joint venture per scalare e ottenere una produzione bancabile. Rimangono sfide, in particolare riguardo alla stabilità a lungo termine e all’uniformità di grande area degli strati di perovskite, così come lo sviluppo della catena di fornitura per precursori specializzati. Gli organismi industriali come l’IEA PVPS prevedono un aumento dei dispiegamenti pilota e delle prove sul campo fino al 2026, con un ingresso commerciale significativo previsto entro la fine degli anni ’20.
In generale, il panorama competitivo nel 2025 è segnato da un rapido progresso tecnico, alleanze strategiche e una prospettiva ottimistica cauta mentre sia gli attori consolidati che le startup focalizzate sulla perovskite corrono per definire la prossima generazione di fabbricazione di celle solari.
Catena di Fornitura e Considerazioni sui Materiali Grezzi
La fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro (PSC) dipende da una catena di fornitura complessa ed in evoluzione per i materiali precursori, i substrati, gli incapsulanti e le attrezzature di fabbricazione. Con l’industria che entra nel 2025, l’approvvigionamento e la coerenza di questi materiali sono critici sia per scalare la produzione sia per garantire l’affidabilità del dispositivo. I principali materiali grezzi includono alogenuri di piombo o stagno, cationi organici come i sali di metilammonio o formamidinio, e alogeni inorganici, con ricerche in corso su composizioni alternative prive di piombo.
I principali fornitori chimici hanno aumentato la loro capacità per i precursori di perovskite ad alta purezza, rispondendo alla crescente domanda da linee pilota e distribuzioni commerciali iniziali. Ad esempio, Merck KGaA (operante come Sigma-Aldrich in alcune regioni) e Strem Chemicals, Inc. hanno ampliato i loro portafogli per includere sali di perovskite e intermedi sintetizzati su misura, con un focus sull’ultra-alta purezza per minimizzare i difetti del dispositivo. Questo ha facilitate una fornitura costante per la ricerca, la produzione pilota e le linee di moduli commerciali iniziali.
La resilienza della catena di fornitura è diventata un’area di attenzione mentre le PSC passano dal laboratorio al mercato. I substrati in vetro e polimeri flessibili sono forniti da fornitori consolidati come Corning Incorporated, che ha sviluppato composizioni di vetro progettate per la stabilità e la trasparenza delle perovskite. I materiali di incapsulamento—critici per la longevità dei dispositivi—vengono forniti da aziende come Dow e DuPont, che stanno adattando le loro chimiche di incapsulamento fotovoltaico per soddisfare la sensibilità all’umidità e agli UV delle perovskite.
Nel 2025, i produttori di attrezzature stanno introducendo sistemi di processamento a soluzione e deposizione da vapore specificamente progettati per gli strati di perovskite. Meyer Burger Technology AG sta ampliando le linee di produzione di celle tandem che integrano la deposizione della perovskite con processi di silicio consolidati, mentre MBRAUN fornisce ambienti di processamento a atmosfera controllata essenziali per gestire materiali sensibili alla perovskite.
Guardando al futuro, si prevede che la catena di approvvigionamento della perovskite maturi rapidamente man mano che cresce l’interesse commerciale. I consorzi industriali come PEPPER, coordinato dal Helmholtz-Zentrum Berlin, stanno promuovendo la collaborazione tra settori per affrontare scalabilità, costo e considerazioni ambientali. I continui progressi nella purezza dei materiali e nell’incapsulamento, combinati con un’approvvigionamento sicuro e diversificato di alogenuri metallici e precursori organici, sono previsti per sostenere l’affidabile scalabilità della produzione di celle solari a perovskite fino al 2025 e oltre.
Normative, Standardizzazione e Fattori di Sostenibilità
Il panorama normativo, di standardizzazione e di sostenibilità per la fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro (PSC) sta subendo una rapida evoluzione mentre la tecnologia si avvicina alla viabilità commerciale nel 2025. Organi di regolamentazione chiave e alleanze industriali stanno lavorando per stabilire protocolli di test, benchmark ambientali e pratiche di produzione responsabili per supportare l’ingresso nel mercato e la scalabilità.
Gli sforzi di standardizzazione sono cruciali per un’adozione diffusa delle PSC. La Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) ha avviato lo sviluppo di standard specifici per i moduli PV a perovskite, focalizzandosi su stabilità, sicurezza e prestazioni in condizioni ambientali diverse. Anche UL Solutions ha iniziato a certificare i moduli a base di perovskite secondo gli standard di sicurezza dei moduli PV esistenti, con progetti pilota in corso per adattare i protocolli alle caratteristiche specifiche delle perovskite.
Sul fronte normativo, l’Unione Europea sta guidando con l'”Alleanza dell’Industria Fotovoltaica”, che include la tecnologia a perovskite nella sua roadmap per rafforzare le catene di approvvigionamento solari domestiche e far rispettare i requisiti di eco-design e fine vita come parte del Green Deal Industrial Plan (Commissione Europea). Negli Stati Uniti, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti sta finanziando progetti dimostrativi per i moduli a perovskite haluro, integrando valutazioni di salute e sicurezza ambientale (EHS) per affrontare le preoccupazioni sul contenuto di piombo e gli impatti sul ciclo di vita.
I driver di sostenibilità stanno modellando le scelte di fabbricazione. Grandi produttori come Oxford PV e Microquanta Semiconductor stanno investendo in fabbricazione a ciclo chiuso, recupero dei solventi e soluzioni di incapsulamento per mitigare le perdite di piombo—un’area sotto crescente scrutinio normativo. Queste aziende partecipano anche a collaborazioni multi-stakeholder per definire percorsi di riciclo e sviluppare composizioni di perovskite prive di piombo o con contenuti ridotti di piombo.
Guardando al futuro, dal 2025 in poi, ci si aspetta che i framework normativi e di standardizzazione si inaspriscano, specialmente attorno ai materiali pericolosi, alla durabilità dei moduli e al riciclo. Gli organismi industriali come la piattaforma Intersolar Europe prevedono che standard armonizzati saranno in atto entro due o tre anni, consentendo la bancabilità e assicurabilità dei prodotti solari a perovskite. Inoltre, le certificazioni di sostenibilità—come quelle supervisionate da SolarPower Europe—probabilmente giocheranno un ruolo crescente nelle decisioni di approvvigionamento per progetti solari su larga scala.
In sintesi, mentre il 2025 segna un anno cruciale per la fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro, l’interazione tra regolamentazione, standardizzazione e sostenibilità è prevista intensificarsi, plasmando le strategie di investimento e commercializzazione in tutto il settore.
Prospettive Future: Potenziale Distruttivo, Sfide e Applicazioni di Nuova Generazione
Nel 2025, la fabbricazione delle celle solari a perovskite haluro (PSC) si trova a un bivio cruciale, caratterizzato da rapidi progressi nella scalabilità, stabilità e potenziale di integrazione. La promessa distruttiva dei fotovoltaici a perovskite risiede nella loro alta efficienza di conversione energetica (PCE), nella lavorabilità a bassa temperatura e nella compatibilità con substrati flessibili. Molti gruppi di ricerca e entità commerciali hanno riportato PCE di giunzione singola certificate superiori al 25%, con celle tandem perovskite-silicio già oltre il 30% in ambienti di laboratorio. Oxford PV, leader nelle celle tandem perovskite-silicio, si sta muovendo verso una produzione su scala commerciale, puntando a moduli con efficienze superiori al 28% e una roadmap per il dispiegamento di massa nei prossimi anni.
Nonostante questi avanzamenti, rimangono diverse sfide legate alla fabbricazione prima della commercializzazione su larga scala. La stabilità sotto illuminazione prolungata, umidità e cicli termici è una preoccupazione centrale, poiché gli strati di perovskite tradizionali sono soggetti a degrado. Le recenti scoperte nell’incapsulamento e nell’ingegneria delle interfacce, come perseguite da aziende come First Solar attraverso ricerche collaborative, dovrebbero estendere le durate operative a 25 anni, avvicinandosi a quelle delle tecnologie fotovoltaiche consolidate.
- Aumento della Produzione: I metodi di coating roll-to-roll e a slot-die sono attivamente sviluppati per consentire una produzione ad alta capacità su grandi aree. Hanwha Solutions e Solliance Solar Research stanno testando queste tecniche di fabbricazione scalabili, con linee pilota previste per produrre moduli commerciali entro il 2026.
- Approvvigionamento di Materiali e Sostenibilità: La tossicità del piombo rimane una preoccupazione normativa, spingendo gli sforzi verso composizioni di perovskite prive di piombo. Le strategie della catena di approvvigionamento stanno evolvendo, con fornitori leader come Merck KGaA che forniscono precursori ad alta purezza e collaborano a soluzioni di riciclo per affrontare gli impatti ambientali.
- Integrazione e Applicazioni di Nuova Generazione: Le proprietà uniche delle PSC—leggerezza, semi-trasparenza e bande passanti sintonizzabili—stanno catalizzando applicazioni nei fotovoltaici integrati negli edifici (BIPV), nell’agrivoltaico e nei moduli tandem per lo spazio e l’elettronica portatile. Heliatek e GCL System Integration Technology stanno esplorando moduli a perovskite flessibili e trasparenti destinati al dispiegamento in ambienti urbani e fuori rete.
Guardando avanti, nei prossimi anni si prevede l’uscita commerciale dei moduli a base di perovskite, specialmente in mercati di nicchia dove i loro vantaggi unici superano i costi e le preoccupazioni sulla longevità. L’innovazione continua nella fabbricazione, nei materiali e nell’architettura dei dispositivi, sostenuta da robuste partnership tra industria e accademia, dovrebbe ridurre i costi e migliorare l’affidabilità, posizionando le celle solari a perovskite haluro come una forza potenzialmente distruttiva nel mercato solare globale.
Fonti & Riferimenti
- 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
- Commissione Europea
- Intersolar Europe
- Solliance Solar Research
