Cuprins
- Rezumat Executiv: Instantaneu 2025 & Concluzii Cheie
- Fabricarea Celulelor Solare Halide Perovskite: Tehnologii și Procese Esențiale
- Jucători de Frunte și Companii Pionieri (2025—2029)
- Progrese în Știința Materialelor: Eficiență, Stabilitate și Scalabilitate
- Progrese în Fabricare: De la Laborator la Producție de Gigawatt
- Dimensiunea Pieței, Previziuni de Creștere și Tendințe Regionale (2025–2029)
- Peisaj Competitiv: Incumbente vs. Inovatori Perovskite
- Lanțul de Aprovizionare și Considerații privind Materiile Prime
- Reglementări, Standardizare și Factori de Sustenabilitate
- Perspectivele Viitoare: Potențial Disruptiv, Provocări și Aplicații de Generație Următoare
- Surse & Referințe
Rezumat Executiv: Instantaneu 2025 & Concluzii Cheie
În 2025, fabricarea celulelor solare halide perovskite (PSC) se află într-un moment critic între progresele avansate în cercetare și începutul producției la scară comercială. Pe parcursul anului trecut, sectorul a înregistrat progrese notabile atât în eficiența dispozitivelor, cât și în scalabilitatea proceselor, impulsionate de eforturi colaborative între instituții de cercetare și jucători din industrie. Eficiențele de conversie a energiei ale celulelor solare perovskite la scară de laborator au depășit acum în mod regulat 25%, apropiindu-se de performanța fotovoltaicelor convenționale din siliciu, în timp ce structurile tandem perovskite-siliciu au depășit chiar 29% în teste certificate (Helmholtz-Zentrum Berlin).
În ceea ce privește fabricarea, 2025 a văzut o schimbare de la tehnicile de acoperire prin rotație și depozitate de vapori către metode scalabile, cum ar fi acoperirea prin slot-die și tipărirea cu jet de cerneală, permițând producția de module cu suprafețe mai mari. Entități industriale, inclusiv Oxford PV și Meyer Burger Technology AG, au avansat cu linii pilot pre-comerciale, demonstrând fabricarea semi-automată a modulelor tandem perovskite-siliciu. Aceste eforturi sunt susținute de investiții în echipamente pentru procesarea roll-to-roll și tehnologii de encapsulare, vizând abordarea stabilității și sensibilității la umiditate a straturilor perovskite.
Lanțurile de aprovizionare pentru materiile prime critice, cum ar fi iodura de plumb, metilamoniu și sărurile de formamidiniu, sunt în curs de stabilire pentru a satisface cererea tot mai mare de materiale perovskite de înaltă puritate. În plus, s-au făcut progrese în gestionarea plumbului și protocoale de reciclare pentru a mitiga problemele de mediu, o cerință prealabilă pentru aprobarea de reglementare și acceptarea pe piață.
Privind în viitor, următorii câțiva ani vor vedea probabil primele linii de producție la scară comercială pentru modulele tandem perovskite-siliciu în Europa și Asia, cu mai multe fabrici de gigawatt anunțate sau în construcție (Oxford PV). Consensul din industrie se așteaptă ca durata de viață a modulelor și stabilitatea operațională să îndeplinească standardele de certificare IEC, deschizând calea pentru o adopție largă în instalările pe acoperișuri și la scară utilitară.
Concluzii cheie pentru 2025:
- Eficiențele celulelor perovskite la scară de laborator depășesc în mod regulat 25%, modulele tandem apropiindu-se de 30%.
- Fabricarea scalabilă trece către procese de tip slot-die și roll-to-roll, cu linii pilot operaționale.
- Lanțurile de aprovizionare pentru materii prime și practicile de reciclare se maturizează pentru a aborda nevoile de mediu și reglementare.
- Primele produse comerciale sunt așteptate în a doua parte a anului 2025–2026, cu Europa și Asia conducând desfășurarea.
Fabricarea Celulelor Solare Halide Perovskite: Tehnologii și Procese Esențiale
Fabricarea celulelor solare halide perovskite a cunoscut o evoluție rapidă în trecutul deceniu, cu 2025 marcând un an decisiv pentru tranziția de la inovarea la scară de laborator la desfășurarea industrială. Tehnologiile esențiale se concentrează pe metode de depozitare scalabile, îmbunătățirea stabilității materialelor și integrarea cu infrastructura fotovoltaică (PV) existentă.
O tendință centrală în 2025 este avansarea tehnicilor de fabricare scalabile care permit producerea de filme perovskite uniforme, de mari dimensiuni. Tehnici precum acoperirea prin slot-die, acoperirea cu lamă și tipărirea cu jet de cerneală au trecut de la linii pilot la producție semi-comercială, cu companii precum Oxford PV și Microquanta Semiconductor demonstrând activ producția de mari dimensiuni a straturilor perovskite. Aceste metode oferă avantaje în utilizarea materialelor și compatibilitatea cu procesele roll-to-roll (R2R), esențiale pentru reducerea costurilor de producție și creșterea fluxului de producție.
Stabilitatea materialelor rămâne un punct focal în procesele de fabricare din 2025. Progresele în tehnologiile de encapsulare și utilizarea straturilor robuste de transport al sarcinii au îmbunătățit semnificativ durata de viață operațională a celulelor solare perovskite. De exemplu, Oxford PV a raportat module tandem perovskite-siliciu care îndeplinesc standardele de durată de viață ale Comisiei Electrotehnice Internaționale (IEC), arătând o degradare minimă după mii de ore de testare accelerată. Aceste realizări sunt susținute de dezvoltarea de noi tehnici de pasivare și incorporarea de aditivi pentru a suprima migrarea ionilor și pătrunderea umezelii.
Integrarea cu liniile existente de fabricare a PV din siliciu reprezintă un alt reper din 2025. Arhitecturile tandem hibride, în care straturile de perovskite sunt depuse deasupra celulelor de siliciu convenționale, sunt amplificate de mai mulți jucători din industrie. Hanwha Q CELLS și Meyer Burger Technology AG investesc activ în adaptarea liniilor lor de producție pentru modulele tandem perovskite-siliciu, valorificând lanțurile lor de aprovizionare și cadrele de control al calității deja stabilite.
Privind înainte, perspectivele pentru fabricarea celulelor solare halide perovskite se concentrează pe îmbunătățiri suplimentare în fluxul de producție, randament și durabilitatea dispozitivelor. Colaborările din industrie și eforturile de standardizare, conduse de organizații precum Programul Internațional de Sisteme Fotovoltaice (IEA-PVPS) și Asociația Industriei Energiilor Solare (SEIA), se așteaptă să accelereze adoptarea celor mai bune practici și să faciliteze intrarea pe piață. Până în 2027, maturizarea acestor procese de fabricare ar putea permite fotovoltaicelor perovskite să concureze direct cu tehnologiile existente din siliciu atât în eficiență, cât și în cost, pregătind scena pentru desfășurarea comercială pe scară largă.
Jucători de Frunte și Companii Pionieri (2025—2029)
În 2025, peisajul fabricării celulelor solare halide perovskite (PSC) este modelat de o combinație de start-up-uri, producători de fotovoltaice consacrați și întreprinderi orientate către cercetare. Jucătorii cheie trec de la progrese la scară de laborator către producția la scară industrială, având ca scop abordarea problemelor de stabilitate, scalabilitate și mediu, în timp ce îmbunătățesc eficiența dispozitivelor.
- Oxford PV rămâne în fruntea comercializării celulelor solare tandem perovskite-siliciu. Compania și-a extins linia de fabricație în Germania, cu planuri de a livra module care depășesc 27% eficiență. Progresul Oxford PV este urmărit cu atenție, fiind printre primii care au mutat tehnologia perovskite de la linii pilot la producția de gigawatt, vizând atât instalațiile pe acoperișuri, cât și cele la scară utilitară până în 2026. (Oxford PV)
- Saule Technologies, cu sediul în Polonia, a pionierat fabricația pe scară largă a celulelor solare perovskite flexibile folosind tipărirea cu jet de cerneală. Saule a desfășurat module PSC semi-transparent pentru fotovoltaice integrate în clădiri (BIPV) și își scalează producția pentru a satisface cererea tot mai mare din piețele de construcții și IoT din Europa. Fabrica de producție a companiei, operațională din 2022, continuă să-și crească capacitatea anuală, cu o expansiune suplimentară prognozată până în 2027. (Saule Technologies)
- Hanwha Q CELLS și LONGi Green Energy Technology, ambele lideri globali în PV-ul din siliciu, au investit în parteneriate de cercetare și dezvoltare pentru modulele tandem perovskite-siliciu. Hanwha Q CELLS a înființat centre de cercetare în Europa și Coreea de Sud dedicate integrării perovskite la scară, având ca obiectiv desfășurarea comercială înainte de 2028. Colaborarea LONGi cu grupuri academice de frunte se concentrează pe fabricarea roll-to-roll și metodele industriale de encapsulare pentru a îmbunătăți duratele de viață ale modulelor perovskite. (Hanwha Q CELLS; LONGi Green Energy Technology)
- Microquanta Semiconductor din China este una dintre primele companii care produc în masă module solare perovskite folosind acoperirea scalabilă prin slot-die și encapsularea. Microquanta vizează centrale electrice la scară utilitară și își extinde capacitatea anuală de producție la câteva sute de megawați până în 2027, reflectând un interes puternic atât pe plan intern, cât și internațional. (Microquanta Semiconductor)
- Greatcell Energy din Australia a dezvoltat formulări perovskite proprietare și tehnici de fabricare scalabile, concentrându-se atât pe module PV, cât și pe aplicații speciale, cum ar fi captarea energiei portabile și în interior. Compania colaborează cu parteneri din industrie pentru desfășurări pilot și își propune fabricarea la scară comercială până în 2026. (Greatcell Energy)
Între 2025 și 2029, aceste companii sunt așteptate să conducă avansurile rapide în fabricarea celulelor solare perovskite, cu investiții semnificative în stabilitate, gestionarea plumbului și producție scalabilă. Pe măsură ce liderii din industrie se îndreaptă spre comercializare, parteneriatele cu sectoarele de construcție, electronice și energie vor accelera adoptarea perovskitelor, stabilind noi standarde pentru eficiență și cost-eficacitate pe piața fotovoltaică.
Progrese în Știința Materialelor: Eficiență, Stabilitate și Scalabilitate
Celulele solare halide perovskite (PSC) au avansat rapid în știința materialelor, prezentând îmbunătățiri semnificative în eficiență, stabilitate și scalabilitate în 2025. Progresele cheie în procesele de fabricare și inginerie a materialelor sunt motorul interesului comercial și pun bazele pentru o adoptare mai largă pe piața fotovoltaică.
Creșterea eficienței rămâne un punct central. În 2024, celulele perovskite certificate la scară de laborator au atins eficiențe de conversie a puterii (PCE) ce depășesc 26%, rivalizând tehnologiile siliciu consacrate. Arhitecturile recente ale celulelor tandem—combinând perovskitele cu siliciul—au depășit 32% PCE în demonstrații pilot, beneficiind de ingineria interfețelor selective și straturile îmbunătățite de transport al sarcinii. În mod notabil, Oxford PV a anunțat o eficiență record mondială de 28,6% pentru modulele tandem de dimensiuni comerciale, subliniind ritmul rapid al progresului.
Stabilitatea, cândva o provocare majoră pentru PSC-uri, este acum abordată prin encapsulare avansată și ajustarea atentă a compoziției. De exemplu, utilizarea cationilor anorganici (de exemplu, Cs+) și formulări cu halide mixte a îmbunătățit dramatic longevitatea dispozitivelor în condiții reale. imec și Henkel au raportat progrese colaborative pe modulele perovskite de mari dimensiuni cu operare stabilă dincolo de 2.000 de ore, apropiindu-se de benchmarkurile industriei pentru viabilitatea comercială.
Scalabilitatea a înregistrat, de asemenea, îmbunătățiri semnificative. Acoperirea roll-to-roll și tipărirea prin slot-die sunt optimizate pentru straturile de perovskite, permițând producția de mare volum la costuri mai scăzute comparativ cu materialele fotovoltaice tradiționale. Helia Photovoltaics a lansat una dintre primele linii comerciale de producție de module perovskite din Europa, utilizând procese de depunere pe bază de cerneală scalabile, concepute pentru expansiune rapidă. În plus, First Solar investește în cercetarea și dezvoltarea perovskitelor la scară pilot cu scopul de a integra dispozitivele tandem în ecosistemul său de fabricație existent.
Privind înainte, analiștii din industrie anticipază că rafinamentele continue ale materialelor și automatizarea proceselor vor permite modulelor solare perovskite să ajungă la producția de masă în următorii câțiva ani. Impulsul sectorului este susținut de colaborările între institutele de cercetare și liderii din industrie care se concentrează pe rezolvarea provocărilor rămase în stabilitatea pe termen lung și scalabilitate. Până în 2026–2027, intrările pe piață ar putea lansa produse certificate pentru fotovoltaice integrate în clădiri și aplicații ușoare și flexibile, pregătind scena pentru desfășurarea mai largă a tehnologiei solare perovskite de înaltă eficiență.
Progrese în Fabricare: De la Laborator la Producție de Gigawatt
Tranziția fabricării celulelor solare halide perovskite de la cercetarea la scară de laborator la producția la scară de gigawatt reprezintă un reper critic în comercializarea fotovoltaicelor de generație următoare. Pe măsură ce ne îndreptăm spre 2025, s-au realizat progrese substanțiale în scalarea proceselor de producție perovskite, cu realizări notabile în stabilitatea dispozitivelor, fluxul de producție și reproducibilitate. Mai multe companii și consorții inovatoare demonstrează linii pilot și producție în stadiu incipient, semnalizând o schimbare pe termen scurt către desfășurarea de volum mare.
O realizare semnificativă a fost dezvoltarea tehnicilor de acoperire și imprimare scalabile, cum ar fi acoperirea prin slot-die, acoperirea cu lamă și tipărirea cu jet de cerneală, care permit depunerea uniformă a straturilor de perovskite pe suprafețe mari. De exemplu, Oxford PV valorifică aceste metode în linia sa de fabricație integrată pentru celulele solare tandem perovskite-siliciu, având fabrica din Brandenburg, Germania, care vizează sute de megawați de capacitate anuală. Foile de parcurs ale companiei preconizează expansiunea către producția la scară de gigawatt, facilitată de manipularea automată și sistemele de control al calității în linie.
Lanțurile de aprovizionare pentru materiale se maturizează, de asemenea. Greatcell Solar și Avantama furnizează precursori perovskite de înaltă puritate și cernele speciale adaptate pentru procesele industriale, reducând variabilitatea lotului cu lot și sprijinind producția de mari dimensiuni. Aceste inputuri sunt critice pentru atingerea uniformității și fiabilității dispozitivelor necesare desfășurării comerciale.
Producătorii abordează provocările legate de stabilitatea operațională pe termen lung și robustețea de mediu, care au limitat istoric comercializarea perovskitelor. În 2025, companii precum Meyer Burger Technology AG avansează activ tehnicile de encapsulare și integrarea peliculelor barieră pentru a extinde durata de viață a modulelor în condiții reale. Inițiativele colaborative—cum ar fi Inițiativa Europeană pentru Perovskite sub Alianța Industriei Fotovoltaice Europene—aliniază cercetarea și jucătorii din industrie pentru a stabili standarde de fabricare de bune practici și a accelera bancabilitatea modulelor perovskite (ESWIA).
Privind înainte la următorii câțiva ani, se așteaptă ca producătorii să-și crească capacitățile pe măsură ce liniile pilot se transformă în output comercial. Oxford PV și alți jucători anticipează facilități de nivel gigawatt care vor intra în funcțiune până la sfârșitul anilor 2020, cu module tandem prevăzute să depășească 30% eficiență în producția de masă. Perspectiva industriei devine tot mai optimistă, cu modulele solare perovskite poziționate pentru a suplimenta PV-ul din siliciu și a extinde piața solară globală, cu condiția ca durabilitatea și scalabilitatea fabricării să continue să se îmbunătățească.
Dimensiunea Pieței, Previziuni de Creștere și Tendințe Regionale (2025–2029)
Sectorul celulelor solare halide perovskite (PSC) se apropie de o fază pivotală în 2025, pe măsură ce mai multe inițiative de fabricație trec de la laboratoare și linii pilot la producția la scară comercială. Piața globală pentru fabricarea PSC este preconizată să experimenteze o creștere robustă până în 2029, impulsionată de convergența proceselor competitiv costurilor, eficiențelor mari de conversie a energiei și investițiilor crescânde în producția scalabilă.
În 2025, jucători de frunte precum Oxford PV vizează desfășurarea inițială comercială a modulelor tandem perovskite-siliciu, profitând de procesarea soluțiilor la temperaturi joase și tehnicile de fabricație roll-to-roll. Fabrica Oxford PV din Brandenburg an der Havel, Germania, este pregătită să-și crească capacitatea de producție, semnificând o încredere în creșterea scalabilității fabricării perovskitelor. Compania își propune să livreze module care depășesc 27% eficiență, un standard care depășește fotovoltaicile convenționale din siliciu.
O altă tendință notabilă este diversificarea regională a hub-urilor de fabricație. În Asia, organizații precum Microquanta Semiconductor investesc în linii pilot și strategii de scalare pentru modulele perovskite de mari dimensiuni, concentrându-se pe îmbunătățirea uniformității filmului și stabilității în condiții de producție în masă. Între timp, Tandem PV din Statele Unite a anunțat planuri pentru o facilitate de fabricare internă, aliniindu-se cu prioritățile federale pentru producția localizată de energie curată și securitatea lanțului de aprovizionare.
Între 2025 și 2029, se estimează că piața globală de fabricare a celulelor solare perovskite va crește cu o rată anuală compusă cu două cifre. Această expansiune robustă este sprijinită de angajamente crescânde atât din sectoare publice, cât și private pentru decarbonizarea sistemului energetic și de maturizarea tehnicilor de fabricare scalabile, cum ar fi acoperirea prin slot-die, depozitatea vaporilor și tipărirea cu jet de cerneală.
- Europa este așteptată să conducă adoptarea comercială timpurie, susținută de stimulentele politice puternice și parteneriate industriale. Proiecțiile Uniunii Europene SolarPower Europe sugerează o integrare tot mai mare a tehnologiei perovskite în ecosistemul de fabricație solar al regiunii începând cu 2025.
- Asia-Pacific, în special China, Coreea de Sud și Japonia, construiesc rapid capacitate tehnică și infrastructură de lanț de aprovizionare pentru fabricarea PSC, concentrându-se atât pe desfășurarea internă, cât și pe potențialul de export.
- America de Nord va vedea probabil o creștere a activităților de fabricație, catalizate de stimulentele oferite în cadrul Legii de Reducere a Inflației din SUA și inițiativele de reîntoarcere a producției avansate de PV.
Privind înainte, peisajul competitiv al fabricării celulelor solare halide perovskite va fi modelat de îmbunătățiri continue în stabilitatea dispozitivelor, siguranța ecologică și creșterea rentabilității la scară, cu un număr tot mai mare de fabrici comerciale așteptate să devină operaționale la nivel global până în 2029.
Peisaj Competitiv: Incumbente vs. Inovatori Perovskite
Peisajul competitiv al fabricării celulelor solare halide perovskite în 2025 este modelat de interacțiunea dintre producătorii fotovoltaici (PV) consacrați și un grup în expansiune rapidă de inovatori axați pe perovskite. Producătorii tradiționali de PV pe bază de siliciu, cum ar fi Trina Solar și JinkoSolar, continuă să domine livrările globale de module, valorificând economiile de scară și infrastructurile de fabricație mature. Cu toate acestea, impulsul persistent pentru eficiențe mai mari și costuri mai mici a accelerat investițiile în tehnologiile perovskite, atât în portofoliile incumbente, cât și în rândurile startup-urilor specializate.
Mai multe incumbente au lansat inițiative colaborative sau cercetări interne pentru a integra straturile de perovskite ca celule tandem deasupra siliciului, având ca scop depășirea plafonului de eficiență al joncțiunii unice. De exemplu, First Solar a anunțat programe de cercetare care explorează arhitecturile tandem perovskite-pe-filme subțiri, în timp ce Hanwha Solutions a încheiat parteneriate cu institute de cercetare pentru a evalua modulele hibride perovskite-siliciu. Aceste eforturi sunt motivate de realizările recente din laboratoare, cum ar fi eficiențele celulelor tandem certificate care depășesc 29%, cu proiecții ale eficienței modulelor comerciale care vor depăși 25% în următorii câțiva ani.
În același timp, inovatorii perovskite au avansat rapid de la prototipuri la scară de laborator către fabricarea la scară pilot. Companii precum Oxford PV și Heliatek au comisionat producția pre-comercială în Europa, vizând volume inițiale pentru proiecte de demonstrație și aplicații de mare valoare. Oxford PV, de exemplu, a raportat expedierea primelor module tandem perovskite-siliciu către parteneri în 2024, cu planuri pentru o creștere a output-ului în 2025. Similar, Meyer Burger Technology AG a dezvăluit investiții strategice în cercetarea și dezvoltarea perovskitelor și a anunțat producția pilot a modulelor tandem.
Următorii câțiva ani sunt așteptați să asiste la o convergență treptată între cele două tabere. Unele incumbente se află în proces de achiziționare sau licențiere a tehnologiilor perovskite, în timp ce selectivi inovatori caută joint-ventures pentru scalare și producție bancabilă. Provocările rămân, în special în ceea ce privește stabilitatea pe termen lung și uniformitatea pe suprafețe mari a straturilor de perovskite, precum și dezvoltarea lanțului de aprovizionare pentru precursori specializați. Organizațiile din industrie, precum IEA PVPS, prognozează o creștere a desfășurărilor pilot și testării pe teren până în 2026, cu o intrare semnificativă pe piață prognozată pentru sfârșitul anilor 2020.
În ansamblu, peisajul competitiv din 2025 este marcat de progrese tehnice rapide, alianțe strategice și o perspectivă optimistă cu prudență, pe măsură ce atât incumbentele, cât și startup-urile axate pe perovskite se îngrijesc să definească următoarea generație de fabricație a celulelor solare.
Lanțul de Aprovizionare și Considerații privind Materiile Prime
Fabricarea celulelor solare halide perovskite (PSC) se bazează pe un lanț de aprovizionare nuanțat și în evoluție pentru materialele precursor, substraturi, encapsulanți și echipamente de fabricație. Pe măsură ce industria intră în 2025, sursa și consistența acestor materiale sunt critice atât pentru creșterea producției, cât și pentru asigurarea fiabilității dispozitivelor. Principalele materii prime includ halogenuri de plumb sau staniu, cationi organici precum metilamoniul sau sărurile de formamidiniu și halogenuri anorganice, cu o cercetare continuă asupra compozițiilor alternative fără plumb.
Principalele companii chimice și-au crescut capacitățile pentru precursori perovskite de înaltă puritate, răspunzând cererii tot mai mari din linii pilot și desfășurări comerciale timpurii. De exemplu, Merck KGaA (operând ca Sigma-Aldrich în anumite regiuni) și Strem Chemicals, Inc. și-au extins portofoliile pentru a include săruri perovskite personalizate și intermediari, punând accent pe puritate ultră înaltă pentru a minimiza defectele dispozitivelor. Aceasta a facilitat un aprovizionament constant pentru cercetare, producție pilot și linii de module comerciale inițiale.
Reziliența lanțului de aprovizionare a devenit un domeniu prioritizat pe măsură ce PSC-urile se deplasează de la laboratoare la piață. Substraturile de sticlă și polimeri flexibili sunt procurate de la furnizori consacrați precum Corning Incorporated, care a dezvoltat compoziții de sticlă adaptate pentru stabilitatea perovskitei și transparență. Materialele de encapsulare—critice pentru longevitatea dispozitivelor—sunt furnizate de companii precum Dow și DuPont, care își adaptează chimia encapsulantelor fotovoltaice pentru a satisface sensibilitatea la umezeală și UV a perovskitelor.
În 2025, producătorii de echipamente introduc sisteme de procesare a soluției și depozitare cu vapori, proiectate special pentru straturile de perovskite. Meyer Burger Technology AG își scalează liniile de producție a celulelor tandem care integrează depunerea perovskitei cu procesele existente de siliciu, în timp ce MBRAUN oferă medii de procesare cu atmosferă controlată esențiale pentru manipularea materialelor perovskite sensibile.
Privind înainte, se preconizează că lanțul de aprovizionare pentru perovskite va evolua rapid pe măsură ce crește interesul comercial. Consorțiile din industrie, cum sunt PEPPER, coordonat de Helmholtz-Zentrum Berlin, promovează colaborarea între sectoare pentru a aborda scalabilitatea, costurile și considerentele de mediu. Progresele continue în puritatea materialelor și encapsulare, împreună cu sursele diversificate și securizate de halogenuri metalice și precursori organici, sunt prognozate să susțină creșterea fiabilă a producției de celule solare perovskite prin 2025 și dincolo de aceasta.
Reglementări, Standardizare și Factori de Sustenabilitate
Peisajul de reglementare, standardizare și sustenabilitate pentru fabricarea celulelor solare halide perovskite (PSC) trece printr-o evoluție rapidă pe măsură ce tehnologia se apropie de viabilitatea comercială în 2025. Organismele de reglementare cheie și alianțele din industrie lucrează pentru a stabili protocoale de testare, benchmarkuri de mediu și practici de fabricație responsabilă pentru a sprijini intrarea pe piață și scalarea.
Eforturile de standardizare sunt cruciale pentru adoptarea pe scară largă a PSC-urilor. Comisia Electrotehnică Internațională (IEC) a initiat dezvoltarea de standarde specifice pentru modulele fotovoltaice perovskite, concentrându-se pe stabilitate, siguranță și performanță în diverse condiții de mediu. UL Solutions a început, de asemenea, certificarea modulelor pe bază de perovskite conform standardelor de siguranță existente pentru modulele PV, cu proiecte pilot în curs de desfășurare pentru a adapta protocoalele la caracteristicile specifice perovskitelor.
Pe frontul reglementar, Uniunea Europeană conduce cu „Alianța Industriei PV Solar”, care include tehnologia perovskite în foaia sa de parcurs pentru consolidarea lanțurilor de aprovizionare solară domestice și aplicarea cerințelor de ecodesign și finalizare a vieții ca parte a Planului Industrial Green Deal (Comisia Europeană). În SUA, Departamentul de Energie al Statelor Unite finanțează proiecte demo pentru modulele halide perovskite, integrând evaluări de sănătate și siguranță ecologică (EHS) pentru a aborda preocupările legate de conținutul de plumb și impacturile cicloanelor de viață.
Factorii de sustenabilitate modelează alegerile de fabricație. Producătorii de mari dimensiuni precum Oxford PV și Microquanta Semiconductor investesc în producția în buclă închisă, recuperarea solventului și soluții de encapsulare pentru a diminua scurgerile de plumb—un domeniu sub o atenție de reglementare tot mai mare. Aceste companii participă, de asemenea, la colaborări între părți multiple pentru a defini căile de reciclare și a dezvolta compoziții de perovskite fără plumb sau reduse în plumb.
Privind înainte, începând cu 2025, se așteaptă ca cadrele de reglementare și standardizare să devină mai stricte, în special în jurul materialelor periculoase, durabilității modulelor și reciclării. Organizațiile din industrie, cum ar fi platforma Intersolar Europe, prezic că standardele armonizate vor fi implementate în termen de doi până la trei ani, facilitând bancabilitatea și asigurabilitatea produselor solare perovskite. În plus, certificările de sustenabilitate—cum ar fi cele supraveghează de SolarPower Europe—sunt susceptibile de a juca un rol tot mai important în deciziile de achiziție pentru proiectele solare la scară mare.
În rezumat, în timp ce 2025 marchează un an crucial pentru fabricarea celulelor solare halide perovskite, interacțiunea dintre reglementare, standardizare și sustenabilitate se preconizează că se va intensifica, modelând strategiile de investiții și comercializare în întreaga industrie.
Perspectivele Viitoare: Potențial Disruptiv, Provocări și Aplicații de Generație Următoare
Începând cu 2025, fabricarea celulelor solare halide perovskite (PSC) se află într-un punct de cotitură, caracterizat prin avansuri rapide în scalabilitate, stabilitate și potențial de integrare. Promisiunea disruptivă a fotovoltaicelor perovskite constă în eficiențele mari de conversie a energiei (PCE), procesabilitatea soluției la temperaturi joase și compatibilitatea cu substraturile flexibile. Mai multe grupuri de cercetare și entități comerciale au raportat eficiențe certificare ale joncțiunii unice ce depășesc 25%, celulele tandem perovskite-siliciu depășind deja 30% în condiții de laborator. Oxford PV, lider în domeniul celulelor tandem perovskite-siliciu, se îndreaptă spre producția la scară comercială, vizând module cu eficiențe de peste 28% și o foaie de parcurs pentru desfășurări masive în următorii câțiva ani.
În ciuda acestor progrese, unele provocări legate de fabricație rămân înainte ca comercializarea pe scară largă să devină o realitate. Stabilitatea sub iluminare prelungită, umiditate și cicluri termice este o preocupare centrală, deoarece straturile perovskite tradiționale sunt predispuse la degradare. Progresele recente în encapsulare și ingineria interfețelor, așa cum este urmărit de companii precum First Solar prin cercetări colaborative, se așteaptă să extindă duratele operaționale până la 25 de ani, apropiindu-se de cele ale tehnologiilor fotovoltaice consacrate.
- Scalarea Producției: Metodele role-to-roll și tipărirea prin slot-die sunt activ dezvoltate pentru a permite producția de mari dimensiuni și înaltă capacitate. Hanwha Solutions și Solliance Solar Research testează aceste tehnici de fabricație scalabile, cu linii pilot așteptate să genereze module comerciale până în 2026.
- Furnizarea Materialelor și Sustenabilitatea: Toxicitatea plumbului rămâne o preocupare de reglementare, ceea ce a determinat eforturi pentru compoziții perovskite fără plumb. Strategiile de lanț de aprovizionare evoluează, iar furnizori de frunte, cum ar fi Merck KGaA, oferă precursori de înaltă puritate și colaborează la soluții de reciclare pentru a aborda impactul asupra mediului.
- Integrarea și Aplicațiile de Generație Următoare: Proprietățile unice ale PSC-urilor—ușoare, semi-transparente și cu benzi tunabile—catalizează aplicații în fotovoltaica integrată în clădiri (BIPV), agrivoltaice și module tandem pentru spațiu și electronice portabile. Heliatek și GCL System Integration Technology explorează module perovskite flexibile și transparente destinate desfășurării în medii urbane și off-grid.
Privind înainte, următorii câțiva ani sunt susceptibili să asiste la primele desfășurări comerciale ale modulelor pe bază de perovskite, în special în piețele de nișă unde avantajele unice ale acestora depășesc preocupările legate de costuri și longevitate. Inovația continuă în fabricare, materiale și arhitectura dispozitivelor, susținută de parteneriate puternice între industrie și mediul academic, este de așteptat să reducă costurile și să îmbunătățească fiabilitatea, poziționând celulele solare halide perovskite ca o forță disruptivă potențială pe piața solară globală.
Surse & Referințe
- Helmholtz-Zentrum Berlin
- Oxford PV
- Meyer Burger Technology AG
- Microquanta Semiconductor
- Asociația Industriei Energiilor Solare (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
- Comisia Europeană
- Intersolar Europe
- Solliance Solar Research
