Ingineria fotovoltaică bazată pe perovskite în 2025: Cum materialele de generație următoare accelerează inovația solară și expansiunea pieței. Explorați progresele, provocările și previziunile care conturează viitorul energiei solare.

• Rezumat Executiv: Starea fotovoltaicelor pe bază de perovskite în 2025
• Prezentare generală a tehnologiei: Materiale pe bază de perovskite și progrese ingineresti
• Actori cheie și inițiative industriale (de ex., oxfordpv.com, fraunhofer.de, nrel.gov)
• Inovații în producție și provocări de scalabilitate
• Metrici de performanță: Eficiență, stabilitate și durată de viață
• Dimensiunea pieței, segmentarea și previziunile de creștere 2025-2030 (CAGR: ~28%)
• Peisajul competitiv: Perovskite vs. Siliciu și tehnologii tandem
• Considerații de reglementare, mediu și lanț de aprovizionare
• Aplicații emergente: BIPV, soluții de energie solară flexibile și transparente
• Previziuni viitoare: Planul de acțiune pentru comercializare și impactul asupra industriei până în 2030
• Surse și referințe

Rezumat Executiv: Starea fotovoltaicelor pe bază de perovskite în 2025

Ingineria fotovoltaică bazată pe perovskite a trecut rapid de la o curiozitate de laborator la un punct focal al inovației solare globale până în 2025. Domeniul se caracterizează prin progrese remarcabile în eficiența dispozitivelor, scalabilitate și pregătire comercială, poziționând celulele solare pe bază de perovskite (PSC-uri) ca o tehnologie transformatoare în sectoarele energiei regenerabile. În 2025, cele mai semnificative realizări includ atingerea eficiențelor de conversie a energiei (PCE) certificate care depășesc 26% pentru celulele perovskite cu un singur joncțiune și peste 30% pentru arhitecturile tandem perovskite-siliciu, rivalizând și, în unele cazuri, depășind fotovoltaica tradițională pe bază de siliciu.

Actori cheie din industrie conduc acest progres. Oxford PV, o companie britanică-germană, a fost în fruntea, extinzând modulele tandem pe bază de perovskite pe siliciu și vizând producția comercială la facilități din Brandenburg. Compania a anunțat începerea liniilor de producție pilot în 2024, cu planuri de a crește producția anuală la multi-megawatt în 2025. În mod similar, Meyer Burger Technology AG, un producător elvețian, a intrat în parteneriate strategice pentru a integra tehnologia perovskite în portofoliul său de module solare cu eficiență ridicată, vizând introducerea pe piață în următorii doi ani.

În Asia, TCL și subsidiarele sale TCL Zhonghuan Renewable Energy Technology investesc masiv în cercetarea și dezvoltarea perovskitelor și în linii pilot, profitând de expertiza lor în producția de semiconductori pentru a aborda provocările de scalabilitate și stabilitate. Între timp, Hanwha Solutions în Coreea de Sud avansează dezvoltarea celulelor tandem perovskite-siliciu, concentrându-se pe integrarea acestor celule în liniile de producție existente.

Momentele de avansare ale industriei sunt susținute suplimentar de inițiative de colaborare și eforturi de standardizare conduse de organizații precum Agenția Internațională pentru Energie (IEA) și Comisia Internațională pentru Electrotehnică (IEC), care lucrează pentru a stabili protocoale de testare și standarde de fiabilitate pentru modulele perovskite. Aceste eforturi sunt cruciale pentru accelerarea băncii și adoptarea pe piață.

Privind spre viitor, perspectiva pentru fotovoltaica pe bază de perovskite în următorii câțiva ani este extrem de optimistă. Se așteaptă ca desfășurarea comercială să se extindă dincolo de proiectele pilot, cu aplicații inițiale în fotovoltaica integrată în clădiri (BIPV), module ușoare și flexibile, și panouri tandem cu eficiență ridicată. Sectorul se confruntă cu provocări continue—în special în ceea ce privește stabilitatea pe termen lung, gestionarea plumbului și randamentul producției la scară largă—dar ritmul inovației și investițiilor sugerează că perovskitele vor juca un rol crucial în tranziția energetică globală până la sfârșitul anilor 2020.

Prezentare generală a tehnologiei: Materiale pe bază de perovskite și progrese ingineresti

Ingineria fotovoltaică bazată pe perovskite a evoluat rapid, poziționându-se ca o forță transformatoare în tehnologia energiei solare. Centrul acestei avansări se află în proprietățile unice ale materialelor pe bază de perovskite—compuși hibrizi organici-inorganici de plumb sau staniu halogenat—care oferă coeficienți de absorbție ridicați, benzi energetice reglabile și procesabilitate în soluție. Aceste caracteristici permit fabricarea de celule solare ușoare, flexibile și potențial cu costuri reduse, diferențiind perovskitele de fotovoltaicele tradiționale pe bază de siliciu.

Până în 2025, celulele solare pe bază de perovskite (PSC-uri) la scară de laborator au atins eficiențe de conversie a energiei (PCE) care depășesc 26%, rivalizând și în unele cazuri depășind celulele cristaline convenționale de siliciu. Această progrese este în mare parte atribuită inovațiilor în compoziția materialelor, ingineria interfețelor și arhitectura dispozitivelor. De exemplu, introducerea perovskitelor cu cationi și halogeni mixte a îmbunătățit atât eficiența, cât și stabilitatea operațională, abordând provocările anterioare legate de sensibilitatea la umiditate și migrarea ionilor.

Un important mileniu ingineresc este dezvoltarea celulelor solare tandem, unde straturile de perovskite sunt suprapuse peste materiale fotovoltaice de siliciu sau alte tipuri pentru a captura un spectru mai larg de lumină solară. Companii precum Oxford PV sunt în frunte, demonstrând celule tandem pe bază de perovskite pe siliciu cu eficiențe certificate de peste 28%. Oxford PV își scalarează activ producția la facilitățile din Germania, vizând producția de module comerciale și intrarea pe piață în curând.

Un alt jucător notabil, Saule Technologies, se concentrează pe module perovskite flexibile și semi-transparente, având ca scop integrarea în fațadele clădirilor și electronicele de consum. Abordarea lor de producție roll-to-roll exemplifică potențialul de scalabilitate al tehnologiei perovskite, cu proiecte pilot deja în desfășurare în Europa și Asia.

Pe partea de aprovizionare cu materiale, companii precum Merck KGaA investesc în dezvoltarea și comercializarea precursorilor de perovskite de înaltă puritate și chimicale speciale, sprijinind industrializarea fotovoltaicelor pe bază de perovskite. Eforturile lor sunt cruciale pentru asigurarea unei calități și performanțe consistente pe măsură ce tehnologia face tranziția de la laborator la producția de masă.

Privind spre viitor, se așteaptă ca următorii câțiva ani să aducă îmbunătățiri suplimentare în longevitatea dispozitivelor, cu tehnici de încapsulare și strategii de gestionare a plumbului în curs de dezvoltare activă. Planurile de acțiune ale industriei prevăd primele module comerciale tandem perovskite-siliciu pe piață până în 2025–2026, cu o adopție mai largă în funcție de îndeplinirea standardelor de durabilitate și cerințelor de reglementare. Eforturile de colaborare dintre producători, furnizori de materiale și instituții de cercetare sunt pregătite să accelereze desfășurarea fotovoltaicelor pe bază de perovskite, configurând potențial peisajul energiei solare globale.

Actori cheie și inițiative industriale (de ex., oxfordpv.com, fraunhofer.de, nrel.gov)

Peisajul ingineriei fotovoltaice bazate pe perovskite în 2025 este modelat de o interacțiune dinamică între lideri industriali consacrați, start-up-uri inovatoare și instituții de cercetare majori. Acești actori cheie conduc tranziția celulelor solare pe bază de perovskite de la progrese la scară de laborator la produse comercial viabile, cu un accent pe eficiență, stabilitate și producție scalabilă.

Printre cele mai proeminente companii, Oxford PV se remarcă ca un pionier în celulele solare tandem perovskite-siliciu. Compania, cu sediul în Regatul Unit și Germania, a atins eficiențe record de conversie ce depășesc 28% pentru modulele sale tandem și în 2024 a anunțat punerea în funcțiune a primei sale linii de producție de volum în Brandenburg an der Havel, Germania. Planul de acțiune al Oxford PV pentru 2025 și mai departe include creșterea capacității de producție și vizează integrarea cu liniile existente de producție de PV pe siliciu, vizând accelerarea adoptării modulelor tandem de înaltă eficiență pe piata solară de masă.

Instituțiile de cercetare joacă un rol esențial în avansarea tehnologiei PV bazate pe perovskite. Societatea Fraunhofer, în special prin Institutul său Fraunhofer pentru Sisteme de Energie Solară (ISE), este activ implicată în proiecte colaborative pentru a îmbunătăți stabilitatea pe termen lung și scalabilitatea modulelor perovskite. Inițiativele Fraunhofer ISE includ dezvoltarea tehnicilor de acoperire și încapsulare la scară industrială, precum și protocoale de testare a fiabilității care se așteaptă să stabilească benchmarkuri în industrie în anii care vin.

În Statele Unite, Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL) este un hub central pentru cercetarea PV pe perovskite, concentrându-se atât pe știința materialelor fundamentale, cât și pe ingineria aplicată. Eforturile NREL în 2025 se concentrează pe înțelegerea mecanismelor de degradare, dezvoltarea de strategii robuste de încapsulare și sprijinirea transferului tehnologic către partenerii din industrie. Laboratorul menține de asemenea un grafic de eficiență foarte referit, care urmărește progresul rapid al perovskitelor și performanța celulelor tandem.

Alți participanți notabili din industrie includ First Solar, care a semnalat interes pentru tehnologiile hibride pe bază de perovskite, și Hanwha Solutions, a cărei divizie Q CELLS explorează integrarea perovskitelor-siliciu tandem. Aceste companii își valorifică infrastructura de producție stabilită pentru a evalua potențialul comercial al îmbunătățirilor aduse perovskitelor.

Privind spre viitor, următorii câțiva ani se așteaptă să vadă o colaborare crescută între acești actori cheie, cu parteneriate, acorduri de licențiere și proiecte pilot destinate depășirii barierelor rămase în calea comercializării. Focusul industriei va rămâne probabil pe îmbunătățirea durabilității modulelor, creșterea producției și îndeplinirea standardelor internaționale de certificare, pregătind terenul pentru ca fotovoltaicile bazate pe perovskite să intre pe piața globală a energiei la scară.

Inovații în producție și provocări de scalabilitate

Tranziția tehnologiilor fotovoltaice (PV) bazate pe perovskite de la progrese la scară de laborator la producția comercială este o provocare definitorie pentru sectorul în 2025 și anii următori. Celulele solare pe bază de perovskite (PSC-uri) au demonstrat eficiențe remarcabile în laborator, cu dispozitive cu un singur joncțiune depășind 25% și configurații tandem depășind 30%. Totuși, scalarea acestor rezultate la producție industrială, menținându-se performanța, stabilitatea și cost-efectivitatea, rămâne un obstacol ingineresc complex.

Un accent central în 2025 este dezvoltarea tehnicilor de depozitare scalabile. Tehnica tradițională de acoperire prin rotație, prevalentă în medii de cercetare, este nepotrivită pentru producția pe arii mari. În schimb, companiile investesc în imprimarea roll-to-roll (R2R), acoperirea prin slot-die și metode de depozitare prin vapori. De exemplu, Oxford PV, lider în tehnologia tandem pe bază de perovskite-siliciu, avansează cu linii pilot în Germania care utilizează procese de depozitare în vid scalabile. Abordarea lor vizează integrarea straturilor de perovskite pe liniile existente de producție a celulelor de siliciu, valorificând infrastructura stabilită pentru a accelera intrarea pe piață.

Un alt jucător cheie, First Solar, deși cunoscut în principal pentru modulele subțiri din cadmium teluride (CdTe), a semnalat interes pentru cercetarea pe bază de perovskite, explorând arhitecturi hibride și tandem care ar putea fi compatibile cu expertiza lor în producția de volum mare. Între timp, Hanwha Solutions și divizia sa Q CELLS investesc în R&D pe bază de perovskite, cu proiecte pilot menite să evalueze fezabilitatea modulelor tandem perovskite-siliciu pe liniile de producție comerciale.

Aprovizionarea cu materiale și stabilitatea proceselor sunt, de asemenea, sub observație. Sensibilitatea materialelor perovskite la umiditate și temperatură necesită sisteme robuste de încapsulare și control al calității. Companii precum Meyer Burger Technology AG dezvoltă tehnici avansate de încapsulare și laminare pentru a îmbunătăți durabilitatea modulelor, vizând durate de viață de 25 de ani așteptate în industria solară.

În ciuda acestor avansuri, provocările persistă. Uniformitatea acoperirilor pe arii mari, managementul defectelor și scalarea sintezei precursorilor sunt domenii active de inovație. Industria abordează, de asemenea, preocupările de mediu și reglementare, în special în ceea ce privește utilizarea plumbului în formulările perovskite. Eforturile de a dezvolta alternative fără plumb sau protocoale eficiente de reciclare sunt în desfășurare, cu mai multe consorții și grupuri industriale colaborând la cele mai bune practici.

Privind înainte, următorii câțiva ani se așteaptă să aducă primele module comerciale perovskite-siliciu în piață, cu instalații pilot care oferă date critice despre performanța și fiabilitatea în condiții reale. Succesul acestor desfășurări timpurii va contura ritmul și amploarea adopției perovskitelor PV, cu inovațiile în producție și soluțiile de scalabilitate în centrul acestei tranziții.

Metrici de performanță: Eficiență, stabilitate și durată de viață

Ingineria fotovoltaică bazată pe perovskite (PV) a avansat rapid, cu metrici de performanță cum ar fi eficiența de conversie a energiei (PCE), stabilitatea operațională și durata de viață aflate în centrul atenției atât academice, cât și industriale. Până în 2025, celulele solare pe bază de perovskite (PSC-uri) au atins eficiențe certificate care depășesc 26%, rivalizând și în unele cazuri depășind tehnologiile tradiționale pe bază de siliciu. Acest progres este exemplificat de cei mai importanți producători și consorții de cercetare, inclusiv Oxford PV, care a raportat celule tandem pe bază de perovskite pe siliciu cu eficiențe de peste 28% și își scaladează activ producția pentru desfășurare comercială.

Stabilitatea și durata de viață, considerate istoric punctul vulnerabil al PV-urilor pe bază de perovskite, sunt înregistrând îmbunătățiri semnificative. Arhitecturile recente de dispozitive și tehnicile de încapsulare au permis durate operaționale care depășesc 25.000 de ore în condiții standard de testare, apropiindu-se de benchmarkurile de 20-25 de ani stabilite de modulele convenționale de siliciu. Companii precum Meyer Burger Technology AG și Hanwha Solutions investesc în materiale avansate de barieră și designuri de celule tandem pentru a spori durabilitatea și rezistența ambientală, cu module pilot supuse unor teste riguroase în diverse clime.

O metrică cheie pentru viabilitatea comercială este capacitatea de a menține cel puțin 80% din eficiența inițială după expuneri prelungite la lumină, căldură și umiditate. În 2025, mai multe prototipuri industriale au demonstrat o degradare de mai puțin de 10% după 5.000 de ore de îmbătrânire accelerată, un prag care a atras interesul dezvoltatorilor majori de proiecte solare. First Solar și JinkoSolar monitorizează integrarea perovskitelor ca parte a planurilor lor de R&D, cu un ochi spre ofertele de module hibride în viitorul apropiat.

Privind înainte, următorii câțiva ani se așteaptă să aducă câteva avansuri suplimentare atât în eficiență, cât și în stabilitate, impulsionate de inovații în ingineria compozițională, pasivarea interfeței și producția scalabilă. Planurile de acțiune ale industriei prevăd module comerciale pe bază de perovskite cu eficiență de 30% și durate de viață de 30 de ani până la sfârșitul anilor 2020, în funcție de progresul continuu în scalare și testarea fiabilității. Eforturile colaborative ale liderilor din industrie, inclusiv Oxford PV și Meyer Burger Technology AG, sunt pregătite să accelereze tranziția PV-urilor pe bază de perovskite de la progrese de laborator la soluții energetice de masă.

Dimensiunea pieței, segmentarea și previziunile de creștere 2025-2030 (CAGR: ~28%)

Piața globală pentru ingineria fotovoltaică (PV) bazată pe perovskite intră într-o fază pivotală de creștere în 2025, impulsionată de progrese rapide în știința materialelor, scalabilitatea producției și proiectele pilot comerciale. Consensul din industrie preconizează un ritm anual compus de creștere (CAGR) de aproximativ 28% între 2025 și 2030, poziționând PV-urile pe bază de perovskite ca unul dintre cele mai rapid crescătoare segmente din sectorul energiei solare mai larg. Această creștere este susținută de potențialul tehnologiei de a oferi eficiențe mai mari de conversie a energiei, costuri de producție mai mici și o versatilitate mai mare comparativ cu fotovoltaicele tradiționale pe bază de siliciu.

Segmentarea pieței pentru PV-urile pe bază de perovskite evoluează pe mai multe axe. Cele mai proeminente segmente includ:

• Tip de produs: Celule perovskite cu un singur joncțiune, celule tandem (perovskite-siliciu) și module perovskite flexibile. Celulele tandem, în special, câștigă teren datorită capacității lor de a depăși limitele de eficiență ale celulelor de siliciu cu un singur joncțiune.
• Aplicație: Fermesolare de utilitate, fotovoltaice integrate în clădiri (BIPV), electronice portabile și purtabile, și aplicații speciale cum ar fi agrivoltaic și PV integrat în vehicule.
• Geografie: Desfășurările comerciale timpurii sunt concentrate în Europa și Asia-Pacific, cu cercetări semnificative și producție pilot în Statele Unite și China.

Mai mulți lideri din industrie își extind activ producția de PV-uri pe bază de perovskite. Oxford PV, cu sediul în Regatul Unit și Germania, este un pionier în tehnologia tandem pe bază de perovskite-siliciu și pune în funcțiune una dintre primele linii de producție comerciale de PV-uri pe bază de perovskite din lume. Meyer Burger Technology AG, o companie elvețiană cunoscută pentru producția de celule solare de înaltă eficiență, a anunțat planuri de a integra tehnologia perovskite în foaia sa de parcurs a produselor. În Asia, Hanwha Group și TCL investesc în R&D pe bază de perovskite și linii pilot, vizând valorificarea lanțurilor lor de aprovizionare stabilite pentru intrarea rapidă pe piață.

Perspectiva pentru perioada 2025-2030 este modelată de îmbunătățiri continue în stabilitatea celulelor perovskite, încapsularea și producția scalabilă roll-to-roll. Planurile de acțiune ale industriei prevăd eficiențe comerciale ale modulelor care depășesc 25% și durate de viață care se apropie de cele ale modulelor convenționale de siliciu. Pe măsură ce PV-ul pe bază de perovskite trece de la pilot la producția de masă, se așteaptă ca reducerile de costuri să accelereze, făcând tehnologia din ce în ce mai competitivă atât pentru piețele de producție de utilitate, cât și pentru cele de generație distribuită. CAGR-ul robust al sectorului reflectă nu doar promisiunea tehnologică, ci și încrederea în creștere printre investitori, producători și utilizatori finali în viabilitatea soluțiilor solare bazate pe perovskite.

Peisajul competitiv: Perovskite vs. Siliciu și tehnologii tandem

Peisajul competitiv al ingineriei fotovoltaice (PV) din 2025 este marcat de evoluția rapidă a tehnologiilor bazate pe perovskite, care se poziționează din ce în ce mai mult ca provocatori și complemente pentru celulele solare bazate pe siliciu consacrate. PV-urile pe bază de siliciu, dominate de modulele cristaline de siliciu, rămân standardul din industrie datorită fiabilității dovedite, infrastructurii de producție mature și economiilor de scară. Producători lideri precum Trina Solar, JinkoSolar și Canadian Solar continuă să depășească limitele eficienței celulelor de siliciu, cu module comerciale care depășesc în mod regulat 23% eficiență și recorduri de laborator care se apropie de 27%.

Cu toate acestea, celulele solare pe bază de perovskite (PSC-uri) au apărut ca o forță disruptivă, având eficiențe de laborator care depășesc 25% și celulele tandem perovskite-siliciu depășind 30% în condiții controlate. Apelul perovskitelor rezidă în banda lor de întreținere reglabilă, procesarea în soluție la temperaturi joase și potențialul pentru aplicații ușoare și flexibile. În 2025, mai multe companii fac tranziția de la linii pilot la producție comercială. Oxford PV, un pionier în tehnologia tandem pe bază de perovskite-siliciu, își extinde producția în Germania, vizând eficiențe ale modulelor de peste 28% și având ca obiectiv desfășurarea comercială inițială pe piața europeană. Meyer Burger Technology AG investește de asemenea în producția de celule tandem, valorificând expertiza sa în siliciul heterojunction pentru a integra straturi de perovskite.

Avantajul competitiv al PV-urilor bazate pe perovskite reside în potențialul de eficiență mai mare și timp de recuperare energetică mai scurt comparativ cu siliciul convențional. Arhitecturile tandem, care stivuiesc straturi de perovskite deasupra celulelor de siliciu, sunt deosebit de promițătoare pentru aplicațiile la scară de utilitate și acoperișuri unde maximizarea puterii pe unitatea de arie este critică. Totuși, provocările rămân în scalarea producției, asigurarea stabilității pe termen lung și îndeplinirea standardelor riguroase de certificare. Consorțiile din industrie și colaborările de cercetare, cum ar fi cele coordonate de imec, abordează activ aceste obstacole prin dezvoltarea tehnicilor robuste de încapsulare și protocoale de îmbătrânire accelerată.

Privind înainte, următorii câțiva ani se așteaptă să aducă primele instalații comerciale de module tandem perovskite-siliciu, cu proiecte pilot în Europa și Asia. Pe măsură ce randamentele de producție se îmbunătățesc și costurile scad, PV-ul pe bază de perovskite este pregătit să capteze o cotă din ce în ce mai mare a pieței, în special în segmentele unde eficiența ridicată și formatele ușoare oferă un avantaj distinct. Interacțiunea dintre liderii consacrați din siliciu și noile intrări inovatoare bazate pe perovskite va defini traiectoria tehnologiei solare în a doua jumătate a decadelor.

Considerații de reglementare, mediu și lanț de aprovizionare

Avanțul rapid al ingineriei fotovoltaice (PV) bazate pe perovskite în 2025 este însoțit de un peisaj complex de considerații reglementare, de mediu și de lanț de aprovizionare. Pe măsură ce celulele solare pe bază de perovskite (PSC-uri) trec de la progrese la scară de laborator la desfășurare comercială, părțile interesate se concentrează din ce în ce mai mult pe asigurarea conformității cu reglementările în evoluție, minimizarea impactului asupra mediului și securizarea lanțurilor de aprovizionare robuste.

Cadrele de reglementare pentru PV-urile pe bază de perovskite sunt încă în curs de dezvoltare, majoritatea jurisdicțiilor adaptând standardele existente pentru fotovoltaice pentru a acomoda caracteristicile unice ale materialelor perovskite. În Uniunea Europeană, Consiliul European pentru Fabricarea Solară și alte organisme din industrie sunt activ implicate în colaborarea cu decidenții politici pentru a stabili orientări clare pentru utilizarea și eliminarea în siguranță a dispozitivelor perovskite care conțin plumb. Prezența plumbului în multe formulări de perovskite cu eficiență ridicată a generat apeluri pentru gestionarea strictă a sfârșitului de viață și protocoale de reciclare, aliniindu-se cu inițiativa mai largă a UE pentru o economie circulară în producția solară. În Statele Unite, Laboratorul Național de Energie Regenerabilă colaborează cu parteneri din industrie pentru a dezvolta cele mai bune practici pentru sănătatea și siguranța mediului, în special în ceea ce privește manipularea și încapsularea modulelor de perovskite.

Considerațiile de mediu sunt centrale pentru viabilitatea comercială a PV-urilor pe bază de perovskite. Deși celulele perovskite oferă promisiunea unor timpuri de recuperare energetică mai mici și a unei utilizări reduse a materialelor comparativ cu modulele tradicionale de siliciu, persistă îngrijorările cu privire la posibila infiltrare a elementelor toxice. Companii precum Oxford PV investesc în tehnologii avansate de încapsulare pentru a reduce riscul de scădere a plumbului și explorează alternative de perovskite fără plumb. În plus, evaluările ciclului de viață sunt realizate pentru a cuantifica amprenta de mediu a producției de PV-uri pe bază de perovskite, concentrându-se pe utilizarea solvenților, consumul de energie și reciclarea la sfârșitul vieții.

Reziliența lanțului de aprovizionare este un alt factor critic pe măsură ce industria se extinde. Sectorul PV-urilor pe bază de perovskite depinde de chimicale speciale și precursori de înaltă puritate, dintre care mulți sunt procurați de la un număr limitat de furnizori. Companii precum First Solar și Hanwha Group își valorifică expertiza în lanțurile de aprovizionare pentru a sprijini integrarea tehnologiilor bazate pe perovskite în liniile de producție existente. Între timp, noile intrări lucrează pentru a localiza lanțurile de aprovizionare și a reduce dependența de materialele unic-sursă, o strategie care a câștigat urgență în lumina recentelor perturbări globale.

Privind înainte, următorii câțiva ani vor vedea o armonizare crescută a reglementărilor, introducerea etichetării ecologice pentru modulele perovskite și extinderea infrastructurii de reciclare. Colaborarea industriei cu agențiile de reglementare și grupurile de mediu va fi esențială pentru a aborda provocările rămase și a asigura că ingineria PV bazată pe perovskite își îndeplinește promisiunea de energie solară sustenabilă și scalabilă.

Aplicații emergente: BIPV, soluții de energie solară flexibile și transparente

Ingineria fotovoltaică bazată pe perovskite avansează rapid dincolo de panourile solare convenționale, iar 2025 marchează un an pivot pentru aplicații emergente precum fotovoltaica integrată în clădiri (BIPV), soluții solare flexibile și transparente. Aceste inovații sunt generate de proprietățile unice ale materialelor pe bază de perovskite, inclusiv benzi energetice reglabile, natură ușoară și compatibilitate cu diferite substraturi, ceea ce permite integrarea în medii și produse diverse.

În sectorul BIPV, celulele solare pe bază de perovskite sunt dezvoltate pentru a fi integrate fără probleme în elemente arhitecturale precum feronerie, fațade și materiale de acoperire. Companii precum Saule Technologies sunt în frunte, având module fotovoltaice comerciale pe bază de perovskite concepute în mod specific pentru a fi integrate în envelopele clădirilor. Panourile lor ultrafine și ușoare pot fi personalizate în ceea ce privește culoarea și transparența, făcându-le potrivite atât pentru generarea de energie, cât și pentru îmbunătățirea esteticii. În 2025, se așteaptă ca proiectele pilot din Europa și Asia să demonstreze scalabilitatea și performanța reală a acestor soluții BIPV, cu un accent pe autosuficiența energetică urbană și reducerea amprentei de carbon.

Celulele solare flexibile pe bază de perovskite câștigă, de asemenea, avânt, companii precum Heliatek și Saule Technologies dezvoltând procese de fabricație roll-to-roll pentru module mari, pliabile. Aceste dispozitive flexibile sunt vizate pentru aplicații în care modulele rigide tradiționale nu sunt potrivite, cum ar fi pe suprafețe curbate, electronice portabile și transport (de exemplu, fotovoltaice integrate în vehicule). În 2025, desfășurările comerciale sunt anticipate în sectoare precum logistică și mobilitate, unde soluțiile solare ușoare și adaptabile pot oferi energie auxiliară și îmbunătăți eficiența energetică.

Celulele solare transparente bazate pe perovskite reprezintă un alt frontieră, permițând crearea de feronerie și ecrane generatoare de energie. Companii precum Oxford PV avansează celulele tandem semi-transparentă pe bază de perovskite-siliciu, care pot fi integrate în sisteme de vitrare fără a compromite semnificativ transmiterea luminii vizibile. Aceste soluții sunt deosebit de atractive pentru clădiri înalte și sere, unde maximizarea atât a luminii naturale cât și a randamentului energetic este critică. Colaborările în curs de desfășurare cu producătorii de sticlă și firmele de construcții se așteaptă să genereze primele instalații la scară mare până în 2026, cu monitorizarea performanței pentru a informa optimizarea ulterioară.

Privind înainte, perspectivele pentru soluțiile solare BIPV, flexibile și transparente pe bază de perovskite sunt foarte promițătoare. Liderii din industrie investesc în testarea durabilității, scalarea producției și obținerea certificărilor pentru a respecta standardele internaționale de construcție și siguranță. Pe măsură ce aceste tehnologii evoluează, acestea sunt pregătite să transforme piața solară prin permiterea recoltării energiei în locații anterior inaccesibile sau sensibile estetic, sprijinind tranziția globală către clădiri cu energie zero și infrastructură urbană sustenabilă.

Previziuni viitoare: Planul de acțiune pentru comercializare și impactul asupra industriei până în 2030

Perioada de la 2025 încolo este pregătită să fie transformatoare pentru ingineria fotovoltaică (PV) bazată pe perovskite, pe măsură ce tehnologia trece de la progrese la scară de laborator la comercializare la scară mare. Mai multe companii și consorții de frunte își extind activ producția de PV-uri pe bază de perovskite, cu linii pilot și module comerciale timpurii așteptate să intre pe piață în următorii câțiva ani. Planul de acțiune pentru 2030 este modelat de avansuri în eficiență, stabilitate și fabricabilitate, precum și integrarea perovskitelor cu tehnologiile PV bazate pe siliciu consacrate.

Un mileniu cheie anticipat în 2025 este desfășurarea primelor module comerciale tandem perovskite-siliciu. Companii precum Oxford PV sunt în frunte, având planuri anunțate de a extinde producția de celule tandem care au demonstrat deja eficiențe certificate de peste 28%. Facilitățile de producție ale Oxford PV din Germania se așteaptă să ofere volume comerciale inițiale, vizând aplicații la scară de utilitate și pe acoperișuri. În mod similar, Meyer Burger Technology AG investește în tehnologia tandem perovskite-siliciu, valorificând expertiza sa în producția de celule solare de înaltă eficiență pentru a accelera intrarea pe piață.

În Asia, TCL și subsidiarele sale TCL Zhonghuan Renewable Energy Technology avansează cercetarea și dezvoltarea perovskitelor și producția pilot, vizând integrarea straturilor de perovskite în liniile lor existente de celule de siliciu. Între timp, Hanwha Solutions explorează modulele tandem perovskite-siliciu ca parte a strategiei lor mai largi de a îmbunătăți performanța celulelor solare și de a reduce costurile.

Planurile de acțiune ale industriei, cum ar fi cele descrise de Programul de Sisteme Fotovoltaice al Agenției Internaționale pentru Energie (IEA PVPS), preconizează că modulele bazate pe perovskite ar putea atinge durate comerciale care depășesc 20 de ani și eficiențe ale modulelor care depășesc 30% până în 2030. În următorii câțiva ani, se vor intensifica eforturile pentru a aborda provocările legate de stabilitatea pe termen lung, gestionarea plumbului și procesele de fabricare scalabile. Companiile investesc în tehnologiile de încapsulare și materiale alternative pentru a respecta standardele de reglementare și mediu.

Impactul comercializării PV-urilor pe bază de perovskite se așteaptă să fie semnificativ. Până în 2030, modulele bazate pe perovskite și tandem ar putea reprezenta o cotă substanțială din noile instalații solare, în special în piețele care prioritizează eficiența ridicată și costul redus al energiei (LCOE). Compatibilitatea tehnologiei cu substraturi flexibile și ușoare deschide, de asemenea, aplicații noi în fotovoltaica integrată în clădiri (BIPV) și puterea portabilă. Pe măsură ce liderii din industrie și consorțiile continuă să colaboreze, următorii cinci ani vor fi critici în stabilirea PV-urilor pe bază de perovskite ca o tehnologie de masă viabilă și bancabilă în peisajul global al energiei.

Surse și referințe

• Oxford PV
• Meyer Burger Technology AG
• Agenția Internațională pentru Energie
• Saule Technologies
• Societatea Fraunhofer
• Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL)
• First Solar
• JinkoSolar
• Trina Solar
• imec
• Heliatek