Visoko učinkovita proizvodnja perovskitnih fotonaponskih sustava 2025.: Pioniri sljedeće generacije solarne energije. Istražite kako napredna proizvodnja ubrzava rast tržišta i transformira obnovljive izvore energije.

• Izvršni sažetak: Tržišna slika 2025. i ključni pokretači
• Pregled tehnologije: Osnove perovskitnih fotonaponskih sustava i ključne učinkovitosti
• Inovacije u proizvodnji: Najmodernije metode i materijali
• Konkurentska analiza: Vodeće tvrtke i strateška partnerstva
• Veličina tržišta i prognoze rasta (2025.–2030.): CAGR i projekcije prihoda
• Smanjenje troškova i skalabilnost: Ekonomika proizvodnje i prepreke
• Učinkovitost, pouzdanost i certifikacija: Ispunjavanje industrijskih standarda
• Integracija s silicijem i tandemnim ćelijama: Hibridni pristupi
• Održivost i utjecaj na okoliš: Procjena životnog ciklusa
• Budući izgledi: Plan komercijalizacije i nova rješenja
• Izvori & Reference

Izvršni sažetak: Tržišna slika 2025. i ključni pokretači

Globalna slika visoko učinkovitih perovskitnih fotonaponskih (PV) sustava u 2025. karakterizirana je brzim tehnološkim napretkom, povećanom proizvodnjom u pilot fazi i porastom strateških partnerstava između istraživačkih institucija i lidera industrije. Perovskitne solarne ćelije (PSC) su se pokazale kao transformativna tehnologija, nudeći potencijal za veće učinkovitosti konverzije energije, niže proizvodne troškove i raznolike formate primjene u usporedbi s tradicionalnim fotonapravima na bazi silicija. U 2025. tržište doživljava prijelaz s laboratorijskih proboja na skalabilne, komercijalno održive proizvodne procese.

Ključni pokretači koji oblikuju tržište 2025. uključuju uspješnu demonstraciju perovskitno-silikonskih tandemnih ćelija s učinkovitošću većom od 30%, kako izvještavaju nekoliko sudionika u industriji. Tvrtke kao što je Oxford PV—izdvojena iz Sveučilišta u Oxfordu—objavile su početak pilot proizvodnih linija u Europi, s ciljem isporuke komercijalnih modula s rekordnim učinkovitim rezultatima. Meyer Burger Technology AG, švicarski proizvođač fotonaponskih sustava, također je uložio u perovskitnu tandem tehnologiju, koristeći svoje stručnosti u preciznoj opremi za skalabilnu proizvodnju. Ovi događaji podržani su robusnim suradnjama s istraživačkim institutima i vladinim inovacijskim programima, posebno u Europskoj uniji i Aziji.

Tržište 2025. dodatno potiče ulazak etabliranih dobavljača materijala i proizvođača opreme. Greatcell Solar (nekada Dyesol), australski pionir u perovskitnim materijalima, nastavlja opskrbljivati naprednim tintama i prekurzorima za procese premazivanja velikih površina. U međuvremenu, First Solar, globalni lider u tankoslojnim PV sustavima, signalizirao je interes za hibridne perovskitne tehnologije, istražujući integraciju s postojećim platformama od kadmijevog tellurida (CdTe). Ovi koraci naglašavaju širu industrijsku tendenciju prema hibridnim i tandemnim arhitekturama, koje obećavaju otključavanje novih performansnih granica i rješavanje ograničenja ćelija s jednim spojem.

Gledajući unaprijed, izgledi za visoko učinkovitu proizvodnju perovskitnih PV sustava su optimistični, s očekivanjima ubrzane komercijalizacije do 2026.–2027. godine. Ključni izazovi ostaju, uključujući dugoročnu stabilnost, okolišnu izdržljivost i skaliranje modula bez defekata na velikim površinama. Međutim, tekuća ulaganja u naprednu encapulaciju, roll-to-roll procesiranje i automatizaciju trebala bi umanjiti ove prepreke. Kao rezultat toga, perovskitni PV bi trebao igrati ključnu ulogu u globalnoj tranziciji prema obnovljivoj energiji, nudeći put prema isplativim, visokoučinkovitim solarnim rješenjima za komunalne, komercijalne i nove integrirane zgrade.

Pregled tehnologije: Osnove perovskitnih fotonaponskih sustava i ključne učinkovitosti

Perovskitni fotonaponski sustavi brzo su se pojavili kao transformativna tehnologija u sektoru solarne energije, prvenstveno zbog njihovih izvanrednih učinkovitosti konverzije energije (PCE) i potencijala za niskokostantnu, skalabilnu proizvodnju. Temeljna struktura perovskitnih solarnih ćelija (PSC) temelji se na klasi materijala s ABX₃ kristalnom strukturom, gdje su ‘A’ i ‘B’ katjoni, a ‘X’ je anjon, obično halid. Ova jedinstvena struktura omogućava snažno upijanje svjetlosti, duže dužine difuzije nositelja i podesive propusnosti, što je ključno za visoku učinkovitost pretvorbe solarne energije.

Od 2025. godine, perovskitne solarne ćelije u laboratorijima postigle su certificirane učinkovitosti koje premašuju 26%, rivalizirajući i čak nadmašujući tradicionalne fotonaponske sustave na bazi silicija. Ovi mejnmarkeri su potvrđeni od strane organizacija kao što je National Renewable Energy Laboratory (NREL), koja održava autoritativnu listu svjetskih rekorda učinkovitosti solarnih ćelija. Brzi napredak u učinkovitosti pripisuje se unapređenjima u sastavu materijala, inženjeringu sučelja i arhitekturi uređaja, uključujući tandem konfiguracije koje slože perovskitne slojeve na silikon ili druge materijale kako bi uhvatile širi spektar sunčeve svjetlosti.

Ključni igrači u industriji sada prevode ova laboratorijska postignuća u skalabilne proizvodne procese. Tvrtke kao što je Oxford PV su na čelu, fokusirajući se na perovskitno-silikonske tandemne ćelije. Oxford PV, izdvojena iz Sveučilišta u Oxfordu, izvijestila je o pilot proizvodnim linijama koje su sposobne za proizvodnju modula s učinkovitošću većom od 25%, a cilja na komercijalnu upotrebu u bliskoj budućnosti. Slično tome, Meyer Burger Technology AG, švicarski proizvođač fotonaponskih sustava, najavio je planove za integraciju perovskitne tehnologije u svoju proizvodnu strategiju, koristeći svoje stručnosti u proizvodnji solarnih ćelija visoke preciznosti.

Proizvodnja visoko učinkovitih perovskitnih fotonaponskih sustava uključuje nekoliko ključnih koraka: procesiranje otopina ili kondenzacija perovskitnih slojeva, pasivacija sučelja za smanjenje gubitaka rekombinacije, te encapulacija kako bi se povećala stabilnost. Nedavne inovacije uključuju korištenje inženjeringa aditiva, podešavanje sastava (kao što su perovskiti s miješanim katjonima i miješanim halidima) i napredne tehnike premazivanja poput slot-die i blade premazivanja za jednake filmske slojeve velikih površina. Ove metode optimiziraju se za roll-to-roll proizvodnju, što obećava značajno smanjenje troškova proizvodnje i omogućuje fleksibilne, lagane solarne module.

Gledajući unaprijed, izgledi za visoko učinkovitu proizvodnju perovskitnih fotonaponskih sustava su izuzetno obećavajući. Industrijski planovi očekuju komercijalne module s učinkovitošću iznad 25% i operativnim vijekom dužim od 20 godina u sljedećih nekoliko godina. Kontinuirane suradnje između istraživačkih institucija i proizvođača, kao što su one potaknute od strane NREL i vodećih tvrtki, trebale bi ubrzati prijelaz s laboratorijskih proboja prema širokoj tržišnoj upotrebi, pozicionirajući perovskitne fotonaponske sustave kao ključnog pokretača globalnog prelaska prema obnovljivoj energiji.

Inovacije u proizvodnji: Najmodernije metode i materijali

Slika visoko učinkovitih perovskitnih fotonaponskih (PV) sustava brzo se razvija 2025. godine, potaknuta spojem naprednog inženjeringa materijala, skalabilnih tehnika nanošenja i robusnih strategija encapulacije. Sektor svjedoči o prijelazu s laboratorijskih demonstracija na pilot i prekomercijalnu proizvodnju, s nekoliko vodećih industrijskih igrača i konzorcija koji prednjače u toj tranziciji.

Ključna inovacija je usvajanje skalabilnih metoda nanošenja poput slot-die premazivanja, blade premazivanja i inkjet štampanja, koje omogućuju jednake, velike perovskitne filmove s minimalnim otpadom materijala. Ove tehnike se usavršavaju kako bi se osigurala kompatibilnost s roll-to-roll proizvodnjom, što je kritičan korak za isplativu masovnu proizvodnju. Na primjer, Oxford PV, pionir u perovskitno-silikonskoj tandemnoj tehnologiji, izvijestio je o značajnom napretku u integraciji perovskitnih slojeva na silikonske wafere koristeći skalabilne procese, postižući certificirane učinkovitosti konverzije energije (PCE) veće od 28% na ćelijama komercijalne veličine. Njihova pilot linija u Njemačkoj očekuje se da će povećati proizvodne kapacitete u idućim godinama, usmjeravajući se i na tržišta za krovne i komunalne primjene.

Inovacije u materijalima ostaju središnje za poboljšanje učinkovitosti i stabilnosti. Razvoj perovskitnih sastava s miješanim katjonima i miješanim halidima doveo je do poboljšane toplinske i vlagovne stabilnosti, rješavajući jedan od glavnih izazova za komercijalizaciju. Tvrtke kao što su First Solar i Hanwha Solutions aktivno istražuju integraciju perovskita, koristeći svoje stručnosti u tankoslojnim i silicijskim PV-u, prema ubrzavanju usvajanja tandem arhitektura. Ovi napori dopunjuju se napretkom u slojevima za prijenos naboja i inženjeringu sučelja, koji minimiziraju gubitke rekombinacije i produžuju trajnost uređaja.

Tehnologije encapulacije i barijere također se unapređuju, s višeslojnim premazima i fleksibilnim podlogama koje se razvijaju kako bi zaštitile perovskitne module od djelovanja okoliša. Meyer Burger Technology AG, poznata po svojim visoko učinkovitih heterojunction silicijskim modulima, ulaže u istraživanje perovskita i najavila je planove za integraciju perovskitno-silikonskih tandemnih ćelija u svoj proizvodni put, naglašavajući snažnu encapulaciju za vanjsku izdržljivost.

Gledajući unaprijed, očekuje se da će sljedećih nekoliko godina donijeti daljnja poboljšanja u učinkovitosti modula, stabilnosti i proizvodnosti. Industrijske suradnje, poput onih koordiniranih od strane National Renewable Energy Laboratory i europskih istraživačkih saveza, ubrzavaju put ka komercijalizaciji. Kako se pilot linije povećavaju i lanci opskrbe sazrijevaju, perovskitni PV bi trebao postati mainstream tehnologija, s potencijalom za prelazak 30% učinkovitosti modula i postizanje konkurentnog razine troškova energije (LCOE) do kasnih 2020-ih.

Konkurentska analiza: Vodeće tvrtke i strateška partnerstva

Konkurentska slika za visoko učinkovitu proizvodnju perovskitnih fotonaponskih (PV) sustava u 2025. karakterizirana je brzim tehničkim napretkom, strateškim savezima i sve većim brojem industrijskih igrača koji prelaze s inovacija u laboratorijima na komercijalnu proizvodnju. Nekoliko tvrtki proizašlo je kao lideri, koristeći vlasničke tehnike proizvodnje i formirajući partnerstva kako bi ubrzali ulazak na tržište i skalirali proizvodnju.

Oxford PV, sa sjedištem u UK-u i Njemačkoj, ostaje vodeći igrač u razvoju perovskitnih-silikonskih tandem solarnih ćelija. Tvrtka je ostvarila certificirane učinkovitosti veće od 28% za svoje tandem ćelije i aktivno povećava kapacitet proizvodnje u Njemačkoj, s ciljem proizvodnje komercijalnih modula za tržišta stambenih i komercijalnih krovova. Strateške suradnje Oxford PV s etabliranim proizvođačima silicija i dobavljačima opreme ključne su u njihovim naporima da integriraju perovskitne slojeve u postojeće proizvodne linije silicijskog PV-a, smanjujući troškove i olakšavajući brzo usvajanje (Oxford PV).

Hanwha Q CELLS, veliki globalni proizvođač PV-a sa sjedištem u Južnoj Koreji i Njemačkoj, značajno je uložio u istraživanje i razvoj perovskita. Tvrtka teži i inovacijama u vlastitom okviru i vanjskim partnerstvima, uključujući zajedničke istraživačke projekte s akademskim institucijama i pružateljima tehnologije, kako bi razvila skalabilne proizvodne procese za perovskitno-silikonske tandem module. Uspostavljena proizvodna infrastruktura i globalna mreža distribucije tvrtke Hanwha Q CELLS pozicioniraju je kao ključnog igrača u komercijalizaciji visoko učinkovitih perovskitnih PV tehnologija (Hanwha Q CELLS).

LONGi Green Energy Technology, najveći proizvođač silicijskih waferea na svijetu, također je ušao u prostor perovskitnog PV-a. LONGi ulaže u R&D kako bi istražio hibridne perovskitno-silikonske arhitekture i najavio je pilot proizvodne linije usmjerene na potvrđivanje skalabilnosti i trajnosti modula poboljšanih perovskitom. Vertikalna integracija i snaga lanca opskrbe tvrtke pružaju konkurentnu prednost u kontroli troškova i brzom implementaciji (LONGi Green Energy Technology).

Strateška partnerstva su definirajući dio sektora u 2025. Tvrtke surađuju s dobavljačima materijala, proizvođačima opreme i istraživačkim institucijama kako bi se suočili s izazovima kao što su stabilnost perovskita, uniformnost velikih površina i usklađenost s okolišem. Na primjer, partnerstva između perovskitnih startupa i etabliranih tvrtki za staklo ili encapulaciju ubrzavaju razvoj robusnih, vremenskim uvjetima otpornih modula pogodnih za različite klime.

Gledajući unaprijed, očekuje se da će se dinamičnost konkurencije intenzivirati dok se više igrača—poput First Solar i JinkoSolar—bave integracijom perovskita, a portfelji intelektualnog vlasništva se šire. Sljedećih nekoliko godina vjerojatno će vidjeti povećane spajanja, licencne ugovore i zajedničke pothvate, dok tvrtke nastoje osigurati tržišni udio u brzo evoluirajućem sektoru visokoučinkovitih perovskitnih PV-a.

Veličina tržišta i prognoze rasta (2025.–2030.): CAGR i projekcije prihoda

Globalno tržište visoko učinkovitih perovskitnih fotonaponskih (PV) sustava spremno je za značajno proširenje između 2025. i 2030., potaknuto brzim tehnološkim napretkom, povećanim ulaganjima i hitnom potražnjom za rješenjima solarne energije sljedeće generacije. Od 2025. godine, perovskitna PV tehnologija prelazi s pilot-proizvodnje na ranu komercijalnu implementaciju, s nekoliko vodećih tvrtki i konzorcija koji povećavaju kapacitete proizvodnje i usavršavaju proizvodne procese za veću učinkovitost i stabilnost.

Ključni igrači poput Oxford PV, britansko-njemačke tvrtke, već su demonstrirali perovskitno-silikonske tandem ćelije s certificiranim učinkovostima većim od 28%, a aktivno proširuju svoje proizvodne linije kako bi zadovoljili predviđenu potražnju. Saule Technologies u Poljskoj komercijalizira fleksibilne perovskitne module za fotonaponske sustave integrirane u zgrade (BIPV), dok Microquanta Semiconductor u Kini povećava roll-to-roll proizvodnju za module velikih površina. Ove tvrtke, među ostalima, očekuje se da će potaknuti rast tržišta dok prelaze s demonstracijskih projekata na masovnu proizvodnju.

Industrijske prognoze za 2025.–2030. sugeriraju robustnu godišnju stopu rasta (CAGR) za sektor visoko učinkovitih perovskitnih PV sustava, s procjenama koje obično variraju od 30% do 40% godišnje. Ovaj brzi rast temelji se na potencijalu tehnologije da isporuči veće učinkovitosti konverzije energije pri nižim proizvodnim troškovima u usporedbi s tradicionalnim silicijem PV-om. Do 2030. godine, godišnji prihodi od proizvodnje perovskita—uključujući materijale, opremu i gotove module—projiciraju se na nekoliko milijardi američkih dolara, pri čemu neki izvori iz industrije očekuju prihode u rasponu od 5 do 10 milijardi dolara, ovisno o tempu komercijalizacije i regulatornim odobrenjima.

Izgledi za sektor dodatno se jačaju strateškim partnerstvima i ulaganjima etabliranih proizvođača solarnih sustava. Na primjer, Hanwha Solutions i JinkoSolar su objavili R&D inicijative i pilot linije za perovskitno-silikonske tandem module, što signalizira povjerenje glavne industrije u skalabilnost i tržišni potencijal tehnologije. Dodatno, organizacije poput National Renewable Energy Laboratory (NREL) podržavaju napore za komercijalizaciju kroz zajedničko istraživanje i provjeru performansi.

U sažetku, očekuje se da će tržište proizvodnje visoko učinkovitih perovskitnih PV sustava doživjeti eksponencijalni rast od 2025. nadalje, s jakim CAGR-om, brzo rastućim prihodima i širenjem globalnog proizvodnog prisustva. Sljedećih pet godina bit će kritične dok se industrija prelazi s ranog usvajanja na širu tržišnu penetraciju, uz podršku i inovativnih startupa i etabliranih solarnih divova.

Smanjenje troškova i skalabilnost: Ekonomika proizvodnje i prepreke

Poticaj prema isplativo i skalabilnoj proizvodnji visoko učinkovitih perovskitnih fotonaponskih sustava (PV) pojačava se 2025. godine, budući da tehnologija pristupa komercijalnoj održivosti. Perovskitne solarne ćelije (PSC) dokazale su laboratorijske učinkovitosti konverzije energije veće od 25%, rivalizirajući tradicionalne silicijske PV, no prijelaz s prototipa u laboratorijama na masovnu proizvodnju donosi značajne ekonomske i tehničke izazove.

Primarni faktor u smanjenju troškova je kompatibilnost proizvodnje perovskita s procesima utemeljenim na otopinama na niskim temperaturama, koji se mogu prilagoditi visokoefikasnoj roll-to-roll (R2R) proizvodnji. Ovo se kontrastira s energetskim, visokotemperaturnim procesima potrebnim za kristalni silikon. Tvrtke poput Oxford PV i Saule Technologies su na čelu, s Oxford PV-om koji se fokusira na perovskitno-silikonske tandem ćelije, a Saule Technologies pionira fleksibilne, štampive perovskitne module. Obje tvrtke povećavaju pilot linije i prekomercijalnu proizvodnju, s ciljem demonstracije prednosti cijena na velikoj skali.

Troškovi materijala ostaju prepreka, posebno za visokokvalitetne prekurzore i materijale za encapulaciju potrebne za osiguranje dugoročne stabilnosti. Ipak, tanke aktivne slojeve perovskitnih ćelija (obično manje od 1 mikrona) znače da je potrošnja sirovina inherentno niska, pružajući put ka smanjenju troškova kako se lanci opskrbe razvijaju. First Solar, iako je prvenstveno proizvođač kadmijevog tellurida (CdTe), prati razvoj perovskita i naglašava važnost integracije lanca opskrbe i recikliranja u isplativu proizvodnju tankih filmova PV.

Skalabilnost je također izazvana potrebom za ravnomjernim premazivanjem velikih površina i kontrolom defekata. Tehnike kao što su slot-die premazivanje, blade premazivanje i inkjet štampanje optimiziraju se za perovskitne slojeve, s dobavljačima opreme i istraživačkim konzorcijima koji surađuju u prilagodbi postojeće infrastrukture tankih filmova PV-a. Meyer Burger Technology AG, veliki proizvođač PV opreme, aktivno razvija proizvodne alate za nove generacije solarnih tehnologija, uključujući perovskite, radi olakšanja industrijske implementacije.

Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina vidjet će pojačana ulaganja u pilot proizvodne linije, s ciljem postizanja troškova modula ispod 0,20 USD/Watt—potencijalno podcjenjujući silicijski PV ako se postignu ciljevi stabilnosti i prinosa. Industrijski planovi predviđaju da bi do 2027. godine perovskitni PV mogao postići gigavatsku proizvodnju, pod uvjetom da se dokaže pouzdanost i bankabilnost. Napredak sektora ovisit će o kontinuiranoj suradnji između dobavljača materijala, proizvođača opreme i proizvođača ćelija/modula kako bi se prevladale preostale ekonomske i tehničke prepreke.

Učinkovitost, pouzdanost i certifikacija: Ispunjavanje industrijskih standarda

Brzi napredak u visoko učinkovitoj proizvodnji perovskitnih fotonaponskih (PV) sustava pokreće novu eru u solarnoj tehnologiji, s snažnim fokusom na učinkovitost, pouzdanost i certifikaciju kako bi se ispunili strogi industrijski standardi. Od 2025. godine, perovskitne solarne ćelije (PSC) postižu certificirane učinkovitosti konverzije energije (PCE) koje premašuju 25%, rivalizirajući i u nekim slučajevima nadmašujući tradicionalne module na bazi silicija. Napredak se oslanja na inovacije u inženjeringu materijala, skalabilnim tehnikama nanošenja i arhitekturama tandem ćelija.

Ključni igrači u industriji aktivno tragaju za komercijalizacijom perovskitnog PV-a. Oxford PV, britansko-njemačka tvrtka, bila je na čelu, izvješćujući o certificiranim učinkovostima tandem ćelija iznad 28% i ciljajući na masovnu proizvodnju u svojoj tvornici u Brandenburg. Tvrtka usko surađuje s established proizvođačima modula kako bi osigurala da njihova perovskitno-silikonska tandem tehnologija ispunjava standarde Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC) za performanse i trajnost. Slično tomu, Meyer Burger Technology AG, švicarski proizvođač, ulaže u perovskitno-silikonske tandem module, koristeći svoju stručnosti u preciznoj opremi i kontroli kvalitete kako bi se suočili s izazovima pouzdanosti i povećanja.

Pouzdanost ostaje centralna briga za perovskitne PV-e, dok tehnologija mora demonstrirati dugoročnu stabilnost u stvarnim uvjetima. U tu svrhu, tvrtke podvrgavaju module rigoroznim testovima ubrzanog starenja, uključujući vlagu, temperaturni ciklus i UV izloženost, prema IEC 61215 i IEC 61730 standardima. Heliatek GmbH, njemački pionir u organskim i hibridnim fotonaponskim sustavima, također istražuje integraciju perovskita i naglašava važnost trećih strana za certifikaciju kako bi validirala tvrdnje o proizvodima i olakšala ulazak na tržište.

Certifikacijska tijela i industrijski konzorciji igraju ključnu ulogu u uspostavljanju standardiziranih testnih protokola za perovskitne PV-e. Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC) i Međunarodna agencija za energiju (IEA) aktivno ažuriraju smjernice kako bi prilagodili jedinstvenim svojstvima perovskitnih materijala, osiguravajući da se novi proizvodi mogu pouzdano uspoređivati s established silicijskim modulima. Ova harmonizacija je ključna za bankabilnost i široku primjenu.

Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina donijet će pojačane napore za premošćivanje razlike između laboratorijskih proboja i komercijalne pouzdanosti. Industrijski lideri očekuju da će do 2027. godine moduli od perovskita redovito postići 30-godišnje operativne vijekove i osigurati široke certifikacije, otvarajući put za njihovu integraciju u mainstream solarna tržišta i projekte na razini komunalnih usluga.

Integracija s silicijem i tandem ćelijama: Hibridni pristupi

Integracija perovskitnih materijala sa silicijem kako bi se formirale tandem solarne ćelije je vodeća strategija za nadmašivanje granica učinkovitosti konvencionalnih fotonaponskih sustava s jednim spojem. Od 2025. godine, ovaj hibridni pristup brzo napreduje od laboratorijskih demonstracija do pilot-proizvodnje, podstiče potreba za višim učinkovitim konverzijama energije (PCE) i isplativim rješenjima solarnе energije.

Posljednjih godina zabilježena su rekordna učinkovita tandem ćelije, s nekoliko istraživačkih skupina i kompanija koje izvještavaju o certificiranim PCE-ima iznad 30%. Na primjer, Oxford PV, pionir u perovskitno-silikonskoj tandem tehnologiji, najavio je u 2023. certificiranu učinkovitost od 28,6% za svoje ćelije komercijalne veličine i nastavlja usmjeravati module prema višim učinkovostima od 30% dok povećava proizvodnju u svojoj tvornici u Brandenburg, Njemačka. Plan kompanije uključuje povećanje proizvodnje na gigavatsku razinu u sljedećih nekoliko godina, s ciljem snabdijevanja tandem ćelija etabliranim proizvođačima silicijskog modula.

Slično tome, Meyer Burger Technology AG, švicarska tvrtka koja proizvodi opremu za fotonaponske sustave, ušla je u partnerstva za razvoj i komercijalizaciju perovskitno-silikonskih tandem modula. Njihov fokus je na korištenju postojećih proizvodnih linija silicijskog heterojunctiona za integraciju perovskitnih gornjih ćelija, a pilot proizvodne linije se očekuju da će biti operativne do 2025. Meyer Burgerov pristup naglašava kompatibilnost s trenutnom infrastrukturom proizvodnje silicija, što je ključno za brzo usvajanje u industriji.

Na strani materijala i opreme, tvrtke kao što je DuPont opskrbljuju napredne materijale za encapulaciju i barijerne filmove prilagođene jedinstvenim zahtjevima perovskitno-silikonskih tandem ćelija, rješavajući izazove povezane sa stabilnošću i dugotrajnošću. U međuvremenu, First Solar, iako se prvenstveno fokusira na tehnologiju tankog filma kadmijevog tellurida (CdTe), aktivno prati razvoj tandem tehnologija i izrazila su otvorenost za hibridne pristupe ako se dokažu komercijalno održivim.

Industrijska tijela kao što su Solar Energy Industries Association (SEIA) i Međunarodna agencija za energiju (IEA) projekti da će tandem i hibridne arhitekture ćelija početi ulaziti na mainstream tržišta do kasnih 2020-ih, pod uvjetom da se nastavi napredak u skaliranju, pouzdanosti i smanjenju troškova. Očekuje se da će sljedećih nekoliko godina donijeti povećanu suradnju između inovatora perovskita i etabliranih proizvođača silicija, s pilot projektima i postrojenjima za demonstraciju koji bi trebali poslužiti kao značajni koraci ka masovnom prihvaćanju.

U sažetku, integracija perovskita i silicija u tandem arhitekturama spremna je redefinirati standarde učinkovitosti fotovoltaika. S obzirom na to da veliki igrači ulažu u skaliranje i razvoj lanca opskrbe, izgledi za visoko učinkovite hibridne solarne module postaju sve obećavajući dok se industrija kreće dalje od 2025. godine.

Održivost i utjecaj na okoliš: Procjena životnog ciklusa

Održivost i utjecaj okoliša visoko učinkovitih perovskitnih fotonaponskih (PV) sustava središnji su problemi kako tehnologija pristupa komercijalnoj zrelosti u 2025. i dalje. Istraživanje procjene životnog ciklusa (LCA) sve više se provodi kako bi se procijenio cjelokupni ekološki otisak perovskitnih solarnih ćelija (PSC), od ekstrakcije sirovina kroz proizvodnju, rad i upravljanje na kraju životnog ciklusa.

Ključna prednost perovskitnih PV-ova je njihov potencijal za niskoenergetske, rješenja temeljenog na otopinama na relativno niskim temperaturama, što može značajno smanjiti uloženu energiju u usporedbi s konvencionalnom proizvodnjom silicijskog PV-a. Tvrtke poput Oxford PV i Saule Technologies pioniri su u skalabilnim metodama proizvodnje, uključujući roll-to-roll štampanje i integraciju tandem ćelija, koje dodatno minimiziraju unos energije i materijalni otpad. Ove strategije trebale bi smanjiti ugljični otisak perovskitnih modula, s nekim LCA modelima koji predviđaju emisije stakleničkih plinova koje se kreću od 20 do 50 g CO₂-eq/kWh—značajno ispod onoga što se događa kod tradicionalnih silicijskog modula.

Toksicnost materijala, posebno upotreba olova u najučinkovitijim perovskitnim formulacijama, i dalje ostaje značajan ekološki izazov. Industrijski lideri aktivno razvijaju strategije encapulacije i protokole recikliranja kako bi smanjili potencijalno curenje olova tijekom rada i odlaganja. Oxford PV i Saule Technologies objavile su istraživanja o slojevima za sekvestraciju olova i sustavima zatvorenog kružnog ciklusa, s ciljem osiguravanja usklađenosti s promjenjivim ekološkim propisima EU i drugih tržišta.

Učinkovitost resursa također je područje fokusa. Perovskitni PV-ovi zahtijevaju samo tanke slojeve aktivnog materijala, smanjujući potražnju za sirovinama u usporedbi s tehnologijama na bazi silicija. Dodatno, korištenje obilnih elemenata i potencijal za fleksibilne, lagane podloge može dodatno smanjiti emisije tijekom transporta i omogućiti nove primjene, poput fotonaponskih sustava integriranih u zgrade (BIPV). Tvrtke poput Saule Technologies već testiraju BIPV proizvode, što bi moglo ubrzati usvajanje održivih solarnih rješenja u urbanim sredinama.

Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina donijet će povećanu suradnju između proizvođača, reciklera i regulatornih tijela kako bi se uspostavile standardizirane LCA metodologije i robusni okviri upravljanja na kraju životnog ciklusa. Industrijski konzorciji i organizacije poput Međunarodne agencije za energiju očekuju se da će igrati ključnu ulogu u harmonizaciji održivih mjernih podataka i podržati odgovornu skalabilnost perovskitnih PV tehnologija. Dok se komercijalna implementacija širi, transparentno izvještavanje i kontinuirano poboljšanje održivosti u životnom ciklusu bit će ključni za osiguranje ekoloških kredencijala visokoučinkovitih perovskitnih fotonaponskih sustava.

Budući izgledi: Plan komercijalizacije i nova rješenja

Plan komercijalizacije za visoko učinkovitu proizvodnju perovskitnih fotonaponskih (PV) sustava brzo se razvija kako tehnologija prelazi iz laboratorijskih proboja na industrijsku primjenu. Od 2025. godine, nekoliko industrijskih lidera i konzorcija aktivno povećava proizvodnju perovskitnog PV-a, usmjeravajući se na samostalne module i tandem konfiguracije sa silicijem. Fokus je na postizanju visokih učinkovitosti konverzije energije (PCE), dugoročne operativne stabilnosti i isplativih, skalabilnih proizvodnih procesa.

Ključni igrači poput Oxford PV i Meyer Burger Technology AG su na čelu ovog prijelaza. Oxford PV najavio je planove za komercijalizaciju perovskitno-silikonskih tandem solarnih ćelija, s pilot proizvodnim linijama u Njemačkoj koje težnje za učinkovitošću modula većom od 25%. Njihov put uključuje povećanje proizvodnje na gigawatskoj razini unutar sljedećih nekoliko godina, oslobađajući se od uspostavljene infrastrukture silicijskog PV-a kako bi ubrzali ulazak na tržište. Meyer Burger Technology AG, švicarski proizvođač poznat po naprednoj opremi za PV, surađuje s inovatorima perovskita radi integracije tehnika premazivanja visoke propusnosti i encapulacije kako bi se suočili s izazovima velikih površinskih uniformnosti i okolinske stabilnosti.

U Aziji, TCL i Hanwha Solutions ulažu u perovskitni R&D i pilot linije, usmjeravajući se na roll-to-roll proces i fleksibilne podloge. Ova će rješenja omogućiti proizvodnju laganih, polu-transparentnih i fotonaponskih sustava integriranih u zgrade (BIPV), proširujući područje primjene izvan tradicionalnih krovnih i komunalnih instalacija. National Renewable Energy Laboratory (NREL) u Sjedinjenim Američkim Državama i dalje podržava industrijske partnerstva i provjeru tehnologije, pružajući neovisne procjene performansi i pouzdano stanje koje su kritične za bankabilnost.

Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina će vjerojatno donijeti prve komercijalne implementacije perovskitno-silikonskih tandem modula na premium tržištima, kao što su stambeni i komercijalni krovovi, gdje su visoka učinkovitost i estetska integracija cijenjeni. U isto vrijeme, nove primjene—uključujući prijenosne energije, agrivoltaika i fotonaponski sustavi integrirani u vozila—istražuju se od strane tvrtki poput Helia (nekada Heliatek), koja se specijalizirala za organske i hibridne tankoslojne PV rješenja. Izgledi industrije poduprti su kontinuiranim poboljšanjima u encapulaciji, upravljanju olovom i protokolima ubrzanog starenja, koji bi trebali riješiti preostale zabrinutosti oko trajnosti i utjecaja na okoliš.

Do 2027–2028., analitičari industrije očekuju da bi perovskitne PV module mogli postići komercijalne vijekove duže od 20 godina i paritet troškova s postojećim silicijskim tehnologijama, pod uvjetom da se ispune izazovi skaliranja i regulatorna odobrenja. Putanja sektora oblikovat će kontinuirana suradnja između dobavljača materijala, proizvođača opreme i krajnjih korisnika, kao i potporne politike i certifikacijske standarde od organizacija poput Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC).

Izvori & Reference

• Oxford PV
• Meyer Burger Technology AG
• First Solar
• National Renewable Energy Laboratory
• Hanwha Q CELLS
• LONGi Green Energy Technology
• JinkoSolar
• Saule Technologies
• Microquanta Semiconductor
• Heliatek GmbH
• DuPont
• Međunarodna agencija za energiju (IEA)