Fabbricazione di celle fotovoltaiche perovskite ad alta efficienza nel 2025: Pionieri della prossima generazione di energia solare. Scopri come la produzione avanzata sta accelerando la crescita del mercato e trasformando l’energia rinnovabile.

• Sommario Esecutivo: Paesaggio di Mercato 2025 e Fattori Chiave
• Panoramica Tecnologica: Fondamenti del Fotovoltaico a Perovskite e Milestone di Efficienza
• Innovazioni nella Fabbricazione: Metodi e Materiali all’Avanguardia
• Analisi Competitiva: Aziende Leader e Partnership Strategiche
• Dimensione del Mercato e Previsioni di Crescita (2025–2030): CAGR e Proiezioni di Fatturato
• Riduzione dei Costi e Scalabilità: Economia della Fabbricazione e Barriere
• Prestazioni, Affidabilità e Certificazione: Soddisfare gli Standard del Settore
• Integrazione con il Silicio e Celle Tandem: Approcci Ibridi
• Sostenibilità e Impatto Ambientale: Valutazione del Ciclo di Vita
• Prospettive Future: Roadmap di Commercializzazione e Applicazioni Emergenti
• Fonti e Riferimenti

Sommario Esecutivo: Paesaggio di Mercato 2025 e Fattori Chiave

Il panorama globale per la fabbricazione di celle fotovoltaiche (PV) a perovskite ad alta efficienza nel 2025 è caratterizzato da rapidi avanzamenti tecnologici, un aumento della produzione su scala pilota e un’impennata di partnership strategiche tra istituzioni di ricerca e leader del settore. Le celle solari a perovskite (PSC) sono emerse come una tecnologia trasformativa, offrendo il potenziale per efficienze di conversione energetica più elevate, costi di produzione inferiori e formati di applicazione versatili rispetto ai tradizionali fotovoltaici a base di silicio. Nel 2025, il mercato sta assistendo a una transizione da breakthrough su scala di laboratorio a processi di produzione scalabili e commercialmente viabili.

I principali fattori che stanno plasmando il mercato del 2025 includono la dimostrazione di celle tandem a silicio-perovskite con efficienze superiori al 30%, come riportato da diversi attori del settore. Aziende come Oxford PV—una spin-out dell’Università di Oxford—hanno annunciato l’avvio di linee di produzione pilota in Europa, mirano a fornire moduli commerciali con efficienze da record. Meyer Burger Technology AG, un produttore svizzero di fotovoltaici, ha anche investito nella tecnologia delle celle tandem a perovskite, sfruttando la sua esperienza in attrezzature di precisione per la fabbricazione scalabile. Questi sviluppi sono supportati da solide collaborazioni con istituti di ricerca e programmi di innovazione sostenuti dal governo, in particolare nell’Unione Europea e in Asia.

Il mercato del 2025 è ulteriormente propulso dall’ingresso di fornitori di materiali consolidati e produttori di attrezzature. Greatcell Solar (ex Dyesol), un pioniere australiano nei materiali a perovskite, continua a fornire inchiostri e precursori avanzati per processi di rivestimento su larga scala. Nel frattempo, First Solar, un leader globale nel PV a film sottile, ha segnalato interesse per le tecnologie a perovskite ibride, esplorando integrazioni con le sue piattaforme esistenti di tellururo di cadmio (CdTe). Queste mosse sottolineano una tendenza più ampia nel settore verso architetture ibride e tandem, che promettono di sbloccare nuove soglie di prestazione e affrontare le limitazioni delle celle a giunzione singola.

Guardando al futuro, le prospettive per la fabbricazione di celle fotovoltaiche a perovskite ad alta efficienza sono ottimiste, con aspettative di commercializzazione accelerata entro il 2026–2027. Rimangono sfide importanti, tra cui stabilità a lungo termine, durabilità ambientale e scalabilità di moduli su larga area privi di difetti. Tuttavia, gli investimenti in corso in incapsulamento avanzato, processi roll-to-roll e automazione dovrebbero attenuare queste barriere. Di conseguenza, il PV a perovskite è pronto a svolgere un ruolo fondamentale nella transizione globale verso l’energia rinnovabile, offrendo una strada per soluzioni solari economiche e ad alte prestazioni per applicazioni residenziali, commerciali e integrate nell’edificio emergente.

Panoramica Tecnologica: Fondamenti del Fotovoltaico a Perovskite e Milestone di Efficienza

I fotovoltaici a perovskite sono emersi rapidamente come una tecnologia trasformativa nel settore dell’energia solare, principalmente a causa delle loro rimarchevoli efficienze di conversione energetica (PCE) e del potenziale per una produzione low-cost e scalabile. La struttura fondamentale delle celle solari a perovskite (PSC) è basata su una classe di materiali con la struttura cristallina ABX₃, dove ‘A’ e ‘B’ sono cationi e ‘X’ è un anione, tipicamente un halogeno. Questa struttura unica consente una forte assorbimento della luce, lunghezze di diffusione dei portatori lunghe e gap di banda regolabili, tutti elementi critici per l’alta efficienza nella conversione dell’energia solare.

A partire dal 2025, le celle solari a perovskite su scala laboratoriale hanno raggiunto efficienze certificate superiori al 26%, competendo e superando persino i tradizionali fotovoltaici a base di silicio. Questi traguardi sono stati convalidati da organizzazioni come il National Renewable Energy Laboratory (NREL), che mantiene un grafico autorevole delle efficienze delle celle solari di record mondiale. Il rapido progresso nell’efficienza è attribuito ai progressi nella composizione dei materiali, ingegneria delle interfacce e architettura dei dispositivi, incluse configurazioni tandem che impilano strati di perovskite sopra silicio o altri materiali per catturare uno spettro di luce solare più ampio.

I principali attori del settore stanno ora traducendo questi risultati di laboratorio in processi di produzione scalabili. Aziende come Oxford PV sono in prima linea, concentrandosi su celle tandem silicio-perovskite. Oxford PV, una spin-out dell’Università di Oxford, ha riportato linee di produzione pilota capaci di fabbricare moduli con efficienze superiori al 25%, e punta a un’implementazione commerciale a breve termine. Allo stesso modo, Meyer Burger Technology AG, un produttore svizzero di fotovoltaici, ha annunciato piani per integrare la tecnologia a perovskite nella propria roadmap di prodotto, sfruttando la sua esperienza nella fabbricazione di celle solari di alta precisione.

La fabbricazione di fotovoltaici a perovskite ad alta efficienza implica diversi passaggi critici: processamento della soluzione o deposizione di vapore degli strati di perovskite, passivazione delle interfacce per ridurre le perdite di ricombinazione e incapsulamento per migliorare la stabilità. Le recenti innovazioni includono l’uso di ingegneria additiva, tarature composizionali (come perovskiti a catione misto e a halogeno misto) e tecniche di rivestimento avanzate come lo slot-die e il blade coating per film uniformi di grande area. Questi metodi sono in fase di ottimizzazione per la produzione roll-to-roll, che promette di ridurre significativamente i costi di produzione e abilitare moduli solari flessibili e leggeri.

Guardando al futuro, le prospettive per la fabbricazione di fotovoltaici a perovskite ad alta efficienza sono estremamente promettenti. Le roadmap industriali anticipano moduli commerciali con efficienze superiori al 25% e durate operative superiori ai 20 anni nei prossimi anni. Le collaborazioni in corso tra istituti di ricerca e produttori, come quelle promosse dal NREL e da aziende leader, dovrebbero accelerare la transizione da breakthrough di laboratorio a una diffusione più ampia del mercato, posizionando i fotovoltaici a perovskite come un motore chiave nella transizione globale verso l’energia rinnovabile.

Innovazioni nella Fabbricazione: Metodi e Materiali all’Avanguardia

Il panorama della fabbricazione di fotovoltaici a perovskite (PV) ad alta efficienza sta rapidamente evolvendo nel 2025, guidato da una convergenza di ingegneria dei materiali avanzata, tecniche di deposizione scalabili e robuste strategie di incapsulamento. Il settore sta assistendo a un cambiamento da dimostrazioni su scala laboratoriale a produzione pilota e pre-commerciale, con diversi leader del settore e consorzi a capo della transizione.

Un’innovazione chiave è l’adozione di metodi di deposizione scalabili come il rivestimento a slot-die, il blade coating e la stampa a getto d’inchiostro, che consentono film di perovskite uniformi e di grande area con un minimo spreco di materiale. Queste tecniche vengono affinati per garantire la compatibilità con la produzione roll-to-roll, un passaggio critico per una produzione di massa conveniente. Ad esempio, Oxford PV, un pioniere nella tecnologia delle celle tandem silicio-perovskite, ha riportato progressi significativi nell’integrazione degli strati di perovskite su wafer di silicio utilizzando processi scalabili, raggiungendo efficienze di conversione energetica (PCE) certificate superiori al 28% su celle di dimensioni commerciali. La loro linea pilota in Germania è prevista per ampliare la capacità produttiva nei prossimi anni, puntando sia a applicazioni su tetto che a scala utility.

L’innovazione nei materiali rimane centrale per i guadagni di efficienza e stabilità. Lo sviluppo di composizioni a perovskite a catione misto e a halogeno misto ha portato a una stabilità termica e all’umidità migliorata, affrontando una delle principali barriere alla commercializzazione. Aziende come First Solar e Hanwha Solutions stanno attivamente esplorando l’integrazione a perovskite, sfruttando la loro esperienza nel PV a film sottile e nel silicio, rispettivamente, per accelerare l’adozione di architetture tandem. Questi sforzi sono complementati da progressi nei materiali di trasporto di carica e nell’ingegneria delle interfacce, che minimizzano le perdite di ricombinazione e aumentano la longevità del dispositivo.

Le tecnologie di incapsulamento e barriera stanno avanzando, con rivestimenti multilayer e substrati flessibili in fase di sviluppo per proteggere i moduli a perovskite dalla degradazione ambientale. Meyer Burger Technology AG, nota per i suoi moduli in silicio a giunzione eterogenea ad alta efficienza, sta investendo nella ricerca sulla perovskite e ha annunciato piani per integrare celle tandem silicio-perovskite nella sua roadmap di prodotto, enfatizzando un’incapsulamento robusta per la durabilità all’aperto.

Guardando avanti, nei prossimi anni si prevede un ulteriore miglioramento nell’efficienza, stabilità e fabbricabilità dei moduli. Le collaborazioni industriali, come quelle coordinate dal National Renewable Energy Laboratory e alleanze di ricerca europee, stanno accelerando il percorso verso la commercializzazione. Man mano che le linee pilota aumentano e le catene di approvvigionamento maturano, il PV a perovskite è pronto a diventare una tecnologia mainstream, con il potenziale di superare il 30% di efficienza del modulo e raggiungere costi livellati dell’elettricità (LCOE) competitivi entro la fine degli anni 2020.

Analisi Competitiva: Aziende Leader e Partnership Strategiche

Il panorama competitivo per la fabbricazione di celle fotovoltaiche (PV) a perovskite ad alta efficienza nel 2025 è caratterizzato da rapidi avanzamenti tecnologici, alleanze strategiche e un numero crescente di attori del settore che transitano dall’innovazione su scala laboratoriale alla produzione su scala commerciale. Diverse aziende sono emerse come leader, sfruttando tecniche di fabbricazione proprietarie e formando partnership per accelerare l’ingresso nel mercato e la scalabilità.

Oxford PV, con sede nel Regno Unito e in Germania, rimane un pioniere nello sviluppo delle celle solari tandem a silicio-perovskite. L’azienda ha raggiunto efficienze certificate superiori al 28% per le sue celle tandem e sta attivamente aumentando la propria capacità produttiva in Germania, mirando alla produzione di moduli commerciali per i mercati residenziali e commerciali. Le collaborazioni strategiche di Oxford PV con produttori di PV in silicio consolidati e fornitori di attrezzature sono fondamentali nei suoi sforzi per integrare strati di perovskite nelle linee di produzione di celle in silicio esistenti, riducendo i costi e facilitando un’adozione rapida (Oxford PV).

Hanwha Q CELLS, un grande produttore globale di PV con sede in Corea del Sud e in Germania, ha investito significativamente nella ricerca e nello sviluppo della perovskite. L’azienda sta perseguendo sia innovazioni interne che partnership esterne, inclusi progetti di ricerca con istituzioni accademiche e fornitori di tecnologia, per sviluppare processi di fabbricazione scalabili per moduli tandem a silicio-perovskite. Le infrastrutture produttive consolidate e la rete di distribuzione globale di Hanwha Q CELLS la pongono come un attore chiave nella commercializzazione delle tecnologie PV a perovskite ad alta efficienza (Hanwha Q CELLS).

LONGi Green Energy Technology, il più grande produttore di wafer di silicio al mondo, è entrato anche nello spazio del PV a perovskite. LONGi sta investendo in ricerca e sviluppo per esplorare architetture ibride silicio-perovskite e ha annunciato linee di produzione pilota volte a convalidare la scalabilità e la durata dei moduli potenziati a perovskite. L’integrazione verticale e la forza della catena di approvvigionamento dell’azienda forniscono un vantaggio competitivo nel controllo dei costi e nel rapido dispiegamento (LONGi Green Energy Technology).

Le partnership strategiche sono una caratteristica fondamentale del settore nel 2025. Le aziende stanno collaborando con fornitori di materiali, produttori di attrezzature e istituti di ricerca per affrontare sfide come la stabilità della perovskite, l’uniformità su larga area e la conformità ambientale. Ad esempio, le partnership tra start-up a perovskite e aziende consolidate di vetro o incapsulamento stanno accelerando lo sviluppo di moduli robusti e resistenti alle intemperie, adatti a climi diversi.

Guardando avanti, le dinamiche competitive si prevede che si intensifichino man mano che più attori—come First Solar e JinkoSolar—esplorano l’integrazione a perovskite e man mano che i portafogli di proprietà intellettuale si espandono. Nei prossimi anni si prevede un aumento di fusioni, accordi di licenza e joint venture, poiché le aziende cercano di assicurarsi quote di mercato nel settore in rapida evoluzione del PV a perovskite ad alta efficienza.

Dimensione del Mercato e Previsioni di Crescita (2025–2030): CAGR e Proiezioni di Fatturato

Il mercato globale per la fabbricazione di celle fotovoltaiche (PV) a perovskite ad alta efficienza è pronto per un’espansione significativa tra il 2025 e il 2030, guidato da rapidi avanzamenti tecnologici, investimenti crescenti e dalla forte domanda di soluzioni solari di nuova generazione. A partire dal 2025, la tecnologia PV a perovskite sta transitando dalla produzione su scala pilota a un’implementazione commerciale iniziale, con diversi leader del settore e consorzi che stanno aumentando le capacità di produzione e affinando i processi di fabbricazione per una maggiore efficienza e stabilità.

Attori chiave come Oxford PV, un’azienda anglo-tedesca, hanno già dimostrato celle tandem a silicio-perovskite con efficienze certificate superiori al 28% e stanno attivamente espandendo le proprie linee di produzione per soddisfare la domanda prevista. Saule Technologies in Polonia sta commercializzando moduli a perovskite flessibili per fotovoltaico integrato nell’edificio (BIPV), mentre Microquanta Semiconductor in Cina sta aumentando le capacità di fabbricazione roll-to-roll per moduli su larga area. Queste aziende, tra le altre, sono attese per guidare la crescita del mercato mentre si spostano da progetti dimostrativi a produzione di massa.

Le previsioni industriali per il 2025–2030 suggeriscono un robusto tasso di crescita annuale composto (CAGR) per il settore della fabbricazione di PV a perovskite ad alta efficienza, con stime che variano comunemente dal 30% al 40% annuo. Questa rapida crescita è sostenuta dal potenziale della tecnologia di offrire efficienze di conversione energetica più elevate a costi di produzione inferiori rispetto ai tradizionali fotovoltaici a silicio. Entro il 2030, i ricavi annuali del mercato per la fabbricazione di PV a perovskite—compresi materiali, attrezzature e moduli finiti—sono previsti raggiungere diversi miliardi di dollari USA, con alcune fonti industriali che anticipano ricavi nella fascia $5–10 miliardi, a seconda della velocità di commercializzazione e autorizzazioni normative.

Le prospettive per il settore sono ulteriormente rafforzate da partnership strategiche e investimenti da parte di produttori di energia solare consolidati. Ad esempio, Hanwha Solutions e JinkoSolar hanno entrambi annunciato iniziative di R&D e linee di produzione pilota per moduli tandem silicio-perovskite, segnalando la fiducia dell’industria nella scalabilità della tecnologia e nel suo potenziale di mercato. Inoltre, organizzazioni come il National Renewable Energy Laboratory (NREL) stanno supportando gli sforzi di commercializzazione attraverso la ricerca collaborativa e la validazione delle metriche di prestazione.

In sintesi, si prevede che il mercato della fabbricazione di PV a perovskite ad alta efficienza sperimenti una crescita esponenziale a partire dal 2025, con un forte CAGR, ricavi in rapido aumento e un’espansione delle footprint produttive globali. I prossimi cinque anni saranno critici mentre l’industria transita dall’adozione iniziale a una penetrazione di mercato più ampia, supportata sia da startup innovative che da giganti del solare consolidati.

Riduzione dei Costi e Scalabilità: Economia della Fabbricazione e Barriere

La spinta verso una produzione economica e scalabile di fotovoltaici (PV) a perovskite ad alta efficienza si sta intensificando nel 2025, poiché la tecnologia si avvicina alla validità commerciale. Le celle solari a perovskite (PSC) hanno dimostrato efficienze di conversione energetica superiori al 25% in laboratorio, competendo con il PV tradizionale a silicio, ma la transizione da prototipi di laboratorio alla produzione di massa presenta significative sfide economiche e tecniche.

Un fattore principale nella riduzione dei costi è la compatibilità della fabbricazione della perovskite con processi a bassa temperatura e basati su soluzione, che possono essere adattati per la produzione roll-to-roll (R2R) ad alto rendimento. Ciò contrasta con i processi ad alta temperatura e ad alta intensità energetica richiesti per il silicio cristallino. Aziende come Oxford PV e Saule Technologies sono in prima linea, con Oxford PV che si concentra sulle celle tandem silicio-perovskite e Saule Technologies che sta pionierando moduli a perovskite flessibili e stampabili. Entrambe stanno ampliando le linee pilota e la produzione pre-commerciale, mirando a dimostrare vantaggi di costo su larga scala.

I costi dei materiali rimangono una barriera, particolarmente per i precursori ad alta purezza e i materiali di incapsulamento necessari per garantire la stabilità a lungo termine. Tuttavia, i sottili strati attivi delle celle a perovskite (tipicamente meno di 1 micron) significano che l’utilizzo di materia prima è intrinsecamente basso, offrendo una via per ridurre i costi man mano che le catene di approvvigionamento maturano. First Solar, sebbene sia principalmente un produttore di tellururo di cadmio (CdTe), sta monitorando gli sviluppi della perovskite e ha sottolineato l’importanza dell’integrazione della catena di approvvigionamento e del riciclaggio nella produzione economica del PV a film sottile.

La scalabilità è anche sfidata dalla necessità di un rivestimento uniforme su grande area e del controllo dei difetti. Tecniche come il rivestimento a slot-die, il blade coating e la stampa a getto d’inchiostro stanno venendo ottimizzate per gli strati di perovskite, con fornitori di attrezzature e consorzi di ricerca che collaborano per adattare le infrastrutture esistenti del PV a film sottile. Meyer Burger Technology AG, un grande produttore di attrezzature PV, sta sviluppando attivamente strumenti di produzione per tecnologie solari di nuova generazione, inclusi i perovskiti, per facilitare il dispiegamento su scala industriale.

Guardando al futuro, nei prossimi anni si prevede un aumento degli investimenti in linee di produzione pilota, con l’obiettivo di raggiungere costi per modulo inferiori a $0,20/Watt—potenzialmente superando il PV a silicio se vengono raggiunti obiettivi di stabilità e rendimento. Le roadmap industriali anticipano che, entro il 2027, il PV a perovskite potrebbe raggiungere una produzione su scala gigawatt, a condizione che vengano dimostrati affidabilità e bancabilità. I progressi del settore dipenderanno dalla continua collaborazione tra fornitori di materiali, produttori di attrezzature e produttori di celle/moduli per superare le restanti barriere economiche e tecniche.

Prestazioni, Affidabilità e Certificazione: Soddisfare gli Standard del Settore

Il rapido avanzamento della fabbricazione di fotovoltaici (PV) a perovskite ad alta efficienza sta guidando una nuova era nella tecnologia solare, con un forte focus su prestazioni, affidabilità e certificazione per soddisfare rigorosi standard di settore. A partire dal 2025, le celle solari a perovskite (PSC) stanno raggiungendo efficienze di conversione energetica (PCE) certificate superiori al 25%, competendo e in alcuni casi superando i moduli tradizionali a base di silicio. Questo progresso è sostenuto da innovazioni nell’ingegneria dei materiali, tecniche di deposizione scalabili e architetture di celle tandem.

I principali attori del settore stanno perseguendo attivamente la commercializzazione dei PV a perovskite. Oxford PV, un’azienda anglo-tedesca, è stata in prima linea, riportando efficienze di celle tandem certificate superiori al 28% e mirando alla produzione di massa presso la sua struttura di Brandeburgo. L’azienda collabora strettamente con produttori di moduli consolidati per garantire che la sua tecnologia tandem perovskite-su-silicio soddisfi gli standard della Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) per prestazioni e durabilità. Allo stesso modo, Meyer Burger Technology AG, un produttore svizzero, sta investendo in moduli tandem silicio-perovskite, sfruttando la sua esperienza nell’attrezzatura di precisione e nel controllo qualità per affrontare le sfide di affidabilità e scalabilità.

L’affidabilità rimane una preoccupazione centrale per i PV a perovskite, poiché la tecnologia deve dimostrare stabilità operativa a lungo termine in condizioni reali. A tal fine, le aziende stanno sottoponendo i moduli a rigorosi test di invecchiamento accelerato, inclusi umidità, cicli di temperatura e esposizione UV, come specificato dagli standard IEC 61215 e IEC 61730. Heliatek GmbH, un pioniere tedesco nei fotovoltaici organici e ibridi, sta anche esplorando l’integrazione della perovskite e sottolinea l’importanza della certificazione di terze parti per convalidare le affermazioni sui prodotti e facilitare l’ingresso nel mercato.

Gli enti di certificazione e i consorzi industriali stanno svolgendo un ruolo fondamentale nell’istituzione di protocolli di test standardizzati per i PV a perovskite. La Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) e l’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA) stanno attivamente aggiornando le linee guida per tenere conto delle proprietà uniche dei materiali a perovskite, assicurando che nuovi prodotti possano essere confrontati in modo affidabile con moduli in silicio consolidati. Questa armonizzazione è cruciale per la bancabilità e il dispiegamento su larga scala.

Guardando avanti, nei prossimi anni si prevede l’intensificazione degli sforzi per colmare il divario tra breakthrough su scala laboratoriale e affidabilità su scala commerciale. I leader del settore si aspettano che entro il 2027 i moduli PV a perovskite raggiungano comunemente durate operative di 30 anni e ottengano certificazioni diffuse, aprendo la strada alla loro integrazione nei mercati solari mainstream e in progetti su scala utility.

Integrazione con il Silicio e Celle Tandem: Approcci Ibridi

L’integrazione dei materiali a perovskite con il silicio per formare celle solari tandem è una strategia chiave per superare i limiti di efficienza dei tradizionali fotovoltaici a silicio a giunzione singola. A partire dal 2025, questo approccio ibrido sta rapidamente progredendo da dimostrazioni su scala laboratoriale a produzione su scala pilota, spinto dalla necessità di maggiori efficienze di conversione energetica (PCE) e di soluzioni energetiche solari economicamente convenienti.

Negli ultimi anni sono state registrate efficienze da record delle celle tandem, con diversi gruppi di ricerca e aziende che riportano PCE certificate superiori al 30%. Ad esempio, Oxford PV, un pioniere nella tecnologia tandem silicio-perovskite, ha annunciato nel 2023 un’efficienza certificata del 28,6% per le sue celle di dimensioni commerciali e continua a puntare a efficienze a livello moduli superiori al 30% mentre aumenta la produzione presso la sua struttura in Brandeburgo, in Germania. La roadmap dell’azienda include l’espansione a una produzione di livello gigawatt nei prossimi anni, puntando a fornire celle tandem ai produttori di moduli in silicio consolidati.

Allo stesso modo, Meyer Burger Technology AG, un produttore svizzero di attrezzature fotovoltaiche, ha avviato partnership per sviluppare e commercializzare moduli tandem silicio-perovskite. Il loro focus è sulla valorizzazione delle linee di celle in silicio a giunzione eterogenea esistenti per integrare celle superiori a perovskite, con linee di produzione pilota previste in operatività entro il 2025. L’approccio di Meyer Burger enfatizza la compatibilità con l’infrastruttura attuale di produzione in silicio, fondamentale per una rapida adozione di settore.

Dal lato dei materiali e delle attrezzature, aziende come DuPont stanno fornendo incapsulanti avanzati e film barriera progettati per i requisiti unici delle celle tandem silicio-perovskite, affrontando le sfide relative a stabilità e longevità. Nel frattempo, First Solar, mentre è principalmente focalizzata sulla tecnologia a film sottile di tellururo di cadmio (CdTe), sta attivamente monitorando gli sviluppi delle celle tandem e ha segnalato apertura ad approcci ibridi se si dimostreranno commercialmente validi.

Gli organismi di settore come la Solar Energy Industries Association (SEIA) e l’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA) prevedono che le architetture di celle tandem e ibride inizieranno ad entrare nei mercati mainstream entro la fine degli anni 2020, a condizione che continuino i progressi nella scalabilità, affidabilità e riduzione dei costi. Nei prossimi anni si prevedono collaborazioni sempre più crescenti tra innovatori a perovskite e produttori di silicio consolidati, con progetti pilota e impianti dimostrativi che fungeranno da tappe fondamentali per l’adozione di massa.

In sintesi, l’integrazione di perovskite e silicio nelle architetture tandem è pronta a ridefinire gli standard di efficienza fotovoltaica. Con i principali attori che investono nella scalabilità e nello sviluppo della catena di approvvigionamento, le prospettive per moduli solari ibridi ad alta efficienza sono sempre più promettenti man mano che l’industria avanza verso il 2025 e oltre.

Sostenibilità e Impatto Ambientale: Valutazione del Ciclo di Vita

La sostenibilità e l’impatto ambientale della fabbricazione di fotovoltaici (PV) a perovskite ad alta efficienza sono preoccupazioni centrali poiché la tecnologia si avvicina alla maturità commerciale nel 2025 e oltre. Gli studi di valutazione del ciclo di vita (LCA) sono sempre più condotti per valutare l’intero impatto ambientale delle celle solari a perovskite (PSC), dall’estrazione delle materie prime attraverso la fabbricazione, l’operazione e la gestione a fine vita.

Un vantaggio chiave dei PV a perovskite è il loro potenziale per una lavorazione a bassa energia e basata su soluzione a temperature relativamente basse, che può ridurre significativamente l’energia incorporata rispetto alla fabbricazione del PV tradizionale a silicio. Aziende come Oxford PV e Saule Technologies stanno pionierando metodi di fabbricazione scalabili, tra cui la stampa roll-to-roll e l’integrazione di celle tandem, che ulteriormente minimizzano l’input energetico e gli sprechi di materiale. Questi approcci si prevede ridurranno l’impronta di carbonio dei moduli a perovskite, con alcuni modelli LCA che proiettano emissioni di gas serra basse come 20–50 g CO₂-eq/kWh—sostanzialmente inferiori rispetto a quelle dei moduli tradizionali a silicio.

La tossicità dei materiali, in particolare l’uso di piombo nelle formulazioni a perovskite più efficienti, rimane una significativa sfida ambientale. I leader del settore stanno attivamente sviluppando strategie di incapsulamento e protocolli di riciclaggio per mitigare la potenziale fuoriuscita di piombo durante l’operazione e lo smaltimento. Oxford PV e Saule Technologies hanno entrambi annunciato ricerche su strati di sequestrazione del piombo e sistemi di riciclaggio a ciclo chiuso, mirando a garantire conformità alle normative ambientali in evoluzione nell’UE e in altri mercati.

L’efficienza delle risorse è un’altra area di focus. I PV a perovskite richiedono solo sottili strati di materiale attivo, riducendo la domanda di materie prime rispetto alle tecnologie a base di silicio. Inoltre, l’uso di elementi abbondanti e il potenziale per substrati flessibili e leggeri possono ridurre ulteriormente le emissioni di trasporto e consentire applicazioni innovative, come il fotovoltaico integrato nell’edificio (BIPV). Aziende come Saule Technologies stanno già pilotando prodotti BIPV, che potrebbero accelerare l’adozione di soluzioni solari sostenibili negli ambienti urbani.

Guardando avanti, nei prossimi anni si prevede una crescente collaborazione tra produttori, riciclatori e enti normativi per stabilire metodologie LCA standardizzate e robusti quadri di gestione a fine vita. I consorzi industriali e organizzazioni come l’Agenzia Internazionale dell’Energia sono attesi per svolgere un ruolo chiave nell’armonizzare le metriche di sostenibilità e supportare l’espansione responsabile delle tecnologie PV a perovskite. Con l’espansione del dispiegamento commerciale, reporting trasparente e miglioramento continui nella sostenibilità del ciclo di vita saranno fondamentali per garantire i credenziali ambientali dei fotovoltaici a perovskite ad alta efficienza.

Prospettive Future: Roadmap di Commercializzazione e Applicazioni Emergenti

La roadmap di commercializzazione per la fabbricazione di fotovoltaici (PV) a perovskite ad alta efficienza sta rapidamente evolvendo mentre la tecnologia transita da breakthrough su scala laboratoriale a dispiegamento su scala industriale. A partire dal 2025, diversi leader del settore e consorzi stanno attivamente aumentando la produzione di PV a perovskite, mirando sia a moduli autonomi che a configurazioni tandem con silicio. L’obiettivo è raggiungere alte efficienze di conversione energetica (PCE), stabilità operativa a lungo termine e processi di produzione economici e scalabili.

Attori chiave come Oxford PV e Meyer Burger Technology AG sono all’avanguardia di questa transizione. Oxford PV ha annunciato piani per commercializzare celle solari tandem a silicio-perovskite, con linee di produzione pilota in Germania mirate a efficienze moduli superiori al 25%. La loro roadmap include una scalabilità fino alla produzione a livello gigawatt nei prossimi anni, sfruttando l’infrastruttura del PV a silicio consolidata per accelerare l’ingresso nel mercato. Meyer Burger Technology AG, un produttore svizzero noto per attrezzature PV avanzate, collabora con innovatori a perovskite per integrare tecniche di rivestimento e incapsulamento ad alto rendimento, affrontando le sfide di uniformità su larga area e stabilità ambientale.

In Asia, TCL e Hanwha Solutions stanno investendo in R&D e linee pilota a perovskite, concentrandosi su processi roll-to-roll e substrati flessibili. Questi approcci dovrebbero consentire prodotti leggeri, semi-trasparenti e BIPV, espandendo il panorama applicativo oltre le tradizionali installazioni su tetto e su scala utility. Il National Renewable Energy Laboratory (NREL) negli Stati Uniti continua a supportare partnership industriali e convalida tecnologica, fornendo valutazioni indipendenti di prestazione e affidabilità fondamentali per la bancabilità.

Guardando avanti, nei prossimi anni si prevede il primo dispiegamento commerciale di moduli tandem silicio-perovskite in mercati premium, come tetti residenziali e commerciali, dove l’alta efficienza e l’integrazione estetica sono apprezzate. Allo stesso tempo, si stanno esplorando applicazioni emergenti—come energia portatile, agrivoltaico e fotovoltaici integrati nei veicoli—da parte di aziende come Helia (ex Heliatek), specializzata in soluzioni di PV a film sottile organico e ibrido. Le prospettive dell’industria sono sostenute dai continui miglioramenti nell’incapsulamento, gestione del piombo e protocolli di invecchiamento accelerato, che si prevede affronteranno le rimanenti preoccupazioni sulla durabilità e l’impatto ambientale.

Entro il 2027–2028, gli analisti del settore prevedono che i moduli a perovskite potrebbero raggiungere durate commerciali superiori ai 20 anni e parità di costo con le tecnologie al silicio esistenti, a condizione che vengano affrontate le sfide di scalabilità e le approvazioni normative. La traiettoria del settore sarà plasmata dalla continua collaborazione tra fornitori di materiali, produttori di attrezzature e utenti finali, così come da politiche favorevoli e standard di certificazione da parte di organizzazioni come la Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC).

Fonti e Riferimenti

• 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
• International Energy Agency (IEA)