Vysokovýkonná výroba perovskitových fotovoltaických článkov v roku 2025: Pionieri novej generácie solárnej energie. Preskúmajte, ako pokročilé výrobné procesy urýchľujú rast trhu a transformujú obnoviteľnú energiu.

Hlavná správa: Trhové prostredie v roku 2025 a kľúčové faktory
Prehľad technológie: Základy perovskitových fotovoltaických článkov a míľniky účinnosti
Inovácie vo výrobe: Moderné metódy a materiály
Konkurenčná analýza: Vedúce spoločnosti a strategické partnerstvá
Veľkosť trhu a prognóza rastu (2025–2030): CAGR a projekcie príjmov
Zníženie nákladov a škálovateľnosť: Ekonomika výroby a prekážky
Výkon, spoľahlivosť a certifikácia: Splnenie priemyselných štandardov
Integrácia so silikónom a tandemovými článkami: Hybridné prístupy
Udržateľnosť a environmentálny dopad: Hodnotenie životného cyklu
Budúcnosť: Roadmapa komercializácie a nové aplikácie
Zdroje a odkazy

Hlavná správa: Trhové prostredie v roku 2025 a kľúčové faktory

Globálne prostredie pre výrobu vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických (PV) článkov v roku 2025 je charakterizované rýchlymi technologickými pokrokmi, zvýšeným výrobným procesom v pilotnej fáze a nárastom strategických partnerstiev medzi výskumnými inštitúciami a lídrami v priemysle. Perovskitové solárne články (PSC) sa ukázali ako transformačná technológia, ktorá ponúka potenciál pre vyššie účinnosti konverzie energie, nižšie náklady na výrobu a všestranné aplikačné formáty v porovnaní s tradičnými fotovoltaikami na báze silikónu. V roku 2025 trh svedčí o prechode od prelomových výsledkov v laboratóriu k škálovateľným a komerčne životaschopným výrobným procesom.

Kľúčovými faktormi formujúcimi trh v roku 2025 sú úspešné demonštrácie perovskitovo-silikónových tandemových článkov s účinnosťou presahujúcou 30 %, ako uvádzajú niekoľkí hráči v priemysle. Spoločnosti ako Oxford PV — spin-off z Oxford University — oznámili začiatok pilotných výrobných liniek v Európe s cieľom dodať komerčné moduly s rekordnými účinnosťami. Meyer Burger Technology AG, švajčiarsky výrobca fotovoltaických člӁankov, tiež investoval do perovskitovej tandemovej technológie, využívajúc jej odborné znalosti v oblasti presného vybavenia pre škálovateľnú výrobu. Tieto vývojové trendy sú podporované silnými spoluprácami s výskumnými inštitútmi a inovačnými programami financovanými vládou, najmä v Európskej únii a Ázii.

Trh v roku 2025 je podporovaný aj vstupom etablovaných dodávateľov materiálov a výrobcov zariadení. Greatcell Solar (predtým Dyesol), austrálsky pionier v oblasti perovskitových materiálov, naďalej dodáva pokročilé atramenty a prékurzory pre procesy povrchového nanášania na veľkých plochách. Medzitým First Solar, globálny líder v tenkovrstvových PV, oznámil záujem o hybridné perovskitové technológie a preskúmava integráciu svojich existujúcich platforiem na báze kadmiového telluridu (CdTe). Tieto kroky podčiarkujú širší trend v priemysle smerom k hybridným a tandemovým architektúram, ktoré sľubujú odomknúť nové výkonnostné prahové hodnoty a riešiť obmedzenia jednojunkčných článkov.

Pohľad do budúcnosti nám predpovedá optimistický výhľad pre výrobu vysokovýkonných perovskitových PV, pričom očakávania zrýchlenej komercializácie do roku 2026–2027 rastú. Kľúčové výzvy zostávajú, vrátane dlhodobej stability, enviromentálnej odolnosti a škálovania bezchybne veľkých modulov. Na druhej strane prebiehajúce investície do pokročilej kapsulácie, spracovania rolí a automatizácie sa očakáva, že pomôžu zmierniť tieto prekážky. V dôsledku toho by perovskitové PV mohli zohrávať kľúčovú úlohu v globálnom prechode na obnoviteľné zdroje energie, pričom ponúkajú cestu k cenovo efektívnym, vysokovýkonným solárnym riešeniam pre utility, komerčné a emerging aplikácie integrované do budov.

Prehľad technológie: Základy perovskitových fotovoltaických článkov a míľniky účinnosti

Perovskitové fotovoltaiky sa rýchlo vyvinuli na transformačnú technológiu v oblasti solárnej energie, predovšetkým vďaka ich pozoruhodným účinnostiam konverzie energie (PCE) a potenciálu pre nízkonákladovú, škálovateľnú výrobu. Základná štruktúra perovskitových solárnych článkov (PSC) je založená na triede materiálov so štruktúrou kryštálu ABX₃, kde sú ‚A‘ a ‚B‘ kationty a ‚X‘ anión, typicky halid. Táto unikátna štruktúra umožňuje silné pohlcovanie svetla, dlhé difúzne dĺžky nosičov a ladiace zakázané pásma, ktoré sú všetky kritické pre vysokú účinnosť konverzie solárnej energie.

Od roku 2025 dosiahli perovskitové solárne články laboratórne certifikované účinnosti presahujúce 26 %, súťažiac v súťaži s tradičnými fotovoltaikami na báze silikónu a dokonca ich niekedy prekonávajúc. Tieto míľniky boli potvrdené organizáciami ako National Renewable Energy Laboratory (NREL), ktorá udržiava autoritatívny graf svetových rekordov účinnosti solárnych článkov. Rýchly pokrok v účinnosti je pripisovaný pokrokom v zložení materiálov, inžinieringu rozhraní a architektúre zariadení, vrátane tandemových konfigurácií, ktoré stohujú perovskitové vrstvy nad silikón alebo iné materiály na zachytenie širšieho spektra slnečného svetla.

Kľúčové priemyselné hráči teraz prekladajú tieto laboratórne úspechy do škálovateľných výrobných procesov. Spoločnosti ako Oxford PV sú na čele, zameriavajúc sa na perovskitovo-silikónové tandemové články. Oxford PV, spin-off z University of Oxford, oznámil pilotné výrobné linky schopné vyrobiť moduly s účinnosťou nad 25 % a cielenie na komerčné nasadenie v krátkodobom horizonte. Podobne Meyer Burger Technology AG, švajčiarsky výrobca fotovoltaických článkov, oznámil plány na integráciu perovskitovej technológie do svojho produktového portfólia s využitím odborných znalostív oblasti výroby solárnych článkov s vysokou presnosťou.

Výroba vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických článkov zahŕňa niekoľko kritických krokov: spracovanie roztoku alebo depozícia pary perovskitových vrstiev, pasivácia rozhraní na zníženie strát rekombinácie a kapsulácia na zvýšenie stability. Nedávne inovácie zahŕňajú používanie prídavného inžinierstva, ladenianské zloženia (ako zmesi kationov a zmesi halidov) a pokročilé techniky povrchového nanášania, ako je slot-die a blade coating pre veľkoplošné rovnomerné filmy. Tieto metódy sa optimalizujú pre výrobné procesy rolí, ktoré sľubujú výrazné zníženie výrobných nákladov a umožňujú flexibilné, ľahké solárne moduly.

Pohľad do budúcnosti predpovedá, že výhľad na výrobu vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických článkov je veľmi sľubný. Priemyselné roadmapy očakávajú komerčné moduly s účinnosťou nad 25 % a operačnými životnosťami presahujúcimi 20 rokov v nasledujúcich niekoľkých rokoch. Prebiehajúce spolupráce medzi výskumnými inštitúciami a výrobcami, ako sú tie, ktoré podporujú NREL a vedúce spoločnosti, sa očakáva, že urýchlia prechod z prelomových výsledkov v laboratóriu na rozšírené trhové prijatie, pričom umiestnia perovskitové fotovoltaiky ako kľúčového hráča v globálnom prechode k obnoviteľnej energii.

Inovácie vo výrobe: Moderné metódy a materiály

Krajina výroby vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických (PV) článkov sa v roku 2025 rýchlo vyvíja, poháňaná zlučovaním pokročilého inžinierstva materiálov, škálovateľných depozičných techník a robustných kapsulačných stratégií. Sektor svedčí o prechode od laboratórnych demonštrácií k pilotnej a predkomerčnej produkcii, pričom niekoľko vedúcich hráčov a konzorcií vedie prechod.

Kľúčovou inováciou je prijatie škálovateľných depozičných metód, ako je slot-die coating, blade coating a atramentová tlač, ktoré umožňujú rovnomerné, veľkoplošné perovskitové filmy s minimálnym odpadom materiálu. Tieto techniky sa optimalizujú na zabezpečenie kompatibility s výrobou rolí (R2R), čo je kritický krok pre efektívnu hromadnú výrobu. Napríklad Oxford PV, priekopník v perovskitovo-silikónovej tandemovej technológii, oznámil významný pokrok v integrácii perovskitových vrstiev na kremíkové wafre pomocou škálovateľných procesov, dosahujúc certifikované účinnosti konverzie energie (PCE) nad 28 % na komerčne veľkých článkoch. Ich pilotná linka v Nemecku sa očakáva, že zvýši výrobnú kapacitu v nasledujúcich rokoch, cielením na strechy a veľkoplošné aplikácie.

Inovácia materiálov zostáva kľúčová pre zisky účinnosti a stability. Vývoj zmesí kationov a zmesí halidov v perovskitových zloženiach viedol k zlepšenej tepelnej a vlhkostnej stabilite, čím sa rieši jedna z hlavných prekážok komercializácie. Spoločnosti ako First Solar a Hanwha Solutions aktívne skúmajú integráciu perovskitov, využívajúc svoje odborné znalosti v tenkovrstvových a silikónových PV, aby urýchlili prijatie tandemových architektúr. Tieto úsilie sú doplnené pokrokmi v prepravnej vrstve náboja a inžinieringu rozhraní, ktoré minimalizujú straty rekombinácie a zvyšujú životnosť zariadenia.

Kapsulačné a barrier technológie sa tiež vyvíjajú, pričom sú vyvíjané viacvrstvové povlaky a flexibilné substráty, ktoré chránia perovskitové moduly pred environmentálnym degradačným procesom. Meyer Burger Technology AG, známy svojím vysokovýkonným heterojunkčným silikónovým modulom, investuje do výskumu perovskitov a oznámil plány na integráciu perovskitovo-silikónových tandemových článkov do svojho produktového plánu, pričom zdôrazňuje robustnú kapsuláciu pre vonkajšiu odolnosť.

Pohľad do budúcnosti očakáva, že nasledujúce niekoľko rokov prinesie ďalšie zlepšenia v účinnosti modulov, stabilite a schopnosti výroby. Priemyselné spolupráce, ako sú tie, ktoré koordinujú National Renewable Energy Laboratory a európske výskumné aliancie, urýchľujú cestu k komercializácii. Keď sa pilotné linky škálujú a dodávateľské reťazce dozrievajú, perovskitové PV je pripravený stať sa mainstreamovou technológiou s potenciálom prekonať 30 % účinnosti modulu a dosiahnuť konkurencieschopné úrovne nákladov na energiu (LCOE) do konca 2020-tych rokov.

Konkurenčná analýza: Vedúce spoločnosti a strategické partnerstvá

Konkurenčné prostredie výroby vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických (PV) článkov v roku 2025 je charakterizované rýchlymi technologickými pokrokmi, strategickými alianciami a rastúcim počtom zvučných hráčov v priemysle, ktorí prechádzajú z laboratórnych inovácií na výrobu komerčnej veľkosti. Niekoľko spoločností sa ukázalo ako lídri, využívajúc vlastné výrobné techniky a vytvárajúce partnerstvá na urýchlenie vstupu na trh a objemu výroby.

Oxford PV, so sídlom vo Veľkej Británii a Nemecku, zostáva priekopníkom v oblasti vývoja perovskitovo-silikónových tandemových solárnych článkov. Spoločnosť dosiahla certifikované účinnosti presahujúce 28 % pre svoje tandemové články a aktívne zvyšuje svoju výrobnú kapacitu v Nemecku, cielením na výrobu komerčných modulov pre rezidenčné a komerčné trhy so strechami. Strategické spolupráce spoločnosti Oxford PV s etablovanými výrobcomi silikónových PV a dodávateľmi zariadení sú rozhodujúce v úsilí integrovať perovskitové vrstvy do existujúcich výrobných liniek silikónových článkov, čím znižujú náklady a uľahčujú rýchlu adoptáciu (Oxford PV).

Hanwha Q CELLS, významný globálny výrobca PV so sídlom v Južnej Kórei a Nemecku, významne investoval do výskumu a vývoja perovskitov. Spoločnosť sleduje inováciu vo vlastnej réžii aj externé partnerstvá, vrátane spoločných výskumných projektov s akademickými inštitúciami a technickými poskytovateľmi, aby vyvinula škálovateľné výrobné procesy pre perovskitovo-silikónové tandemové moduly. Zavedena výrobná infraštruktúra a globálna distribučná sieť Hanwha Q CELLS ju pozicionujú ako kľúčového hráča v komercializácii technológií vysokovýkonných perovskitových PV (Hanwha Q CELLS).

LONGi Green Energy Technology, najväčší producent silikónových wafrov na svete, tiež vstúpil do oblasti perovskitových PV. LONGi investuje do R&D s cieľom preskúmať hybridné perovskitovo-silikónové architektúry a oznámil pilotné výrobné linky zamerané na overenie škálovateľnosti a odolnosti modulov zlepšených perovskitom. Vertikálna integrácia a silná dodávateľská reťaz spoločnosti poskytujú konkurenčnú výhodu v oblasti kontroly nákladov a rýchlej implementácie (LONGi Green Energy Technology).

Strategické partnerstvá sú definujúcou črtou sektora v roku 2025. Spoločnosti spolupracujú s dodávateľmi materiálov, výrobcami zariadení a výskumnými inštitúciami, aby adresovali výzvy, ako je stabilita perovskitov, rovnomernosť veľkej plochy a environmentálna súlad. Napríklad partnerstvá medzi startupmi v oblasti perovskitov a etablovanými sklenenými alebo kapsulačnými firmami urýchľujú vývoj robustných, poveternostným podmienkam odolných modulov vhodných pre rôzne klímy.

Pohľad do budúcnosti predpovedá, že konkurenčné dynamiky sa zvýšia, keď sa viac hráčov — ako First Solar a JinkoSolar — zaoberajú integráciou perovskitov a keď sa rozšíria portfóliá duševného vlastníctva. Nasledujúce roky pravdepodobne prinesú zvýšené fúzie, licenčné dohody a spoločné podniky, keď sa spoločnosti snažia zabezpečiť podiel na trhu v rýchlo sa vyvíjajúcom sektore vysokovýkonných perovskitových PV.

Veľkosť trhu a prognóza rastu (2025–2030): CAGR a projekcie príjmov

Globálny trh pre výrobu vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických (PV) článkov je pripravený na významnú expanziu medzi rokmi 2025 a 2030, poháňanú rýchlymi technologickými pokrokmi, rastúcimi investíciami a naliehavou potrebou riešení slnečnej energie novej generácie. Od roku 2025 perovskitová PV technológia prechádza od výroby v pilotnej fáze k ranej komerčnej implementácii, pričom niekoľko vedúcich spoločností a konzorcií zvyšuje výrobné kapacity a vylepšuje výrobné procesy pre vyššiu účinnosť a stabilitu.

Kľúčoví hráči ako Oxford PV, britsko-nemecká spoločnosť, už demonštrovali perovskitovo-silikónové tandemové články s certifikovanými účinnosťami presahujúcimi 28 % a aktívne rozširujú svoje výrobné linky, aby vyhoveli predpokladanej dopyte. Saule Technologies v Poľsku komercializuje flexibilné perovskitové moduly pre fotovoltaiku integrovanú do budov (BIPV), zatiaľ čo Microquanta Semiconductor v Číne zvyšuje výrobu rolí pre veľkoplošné moduly. Tieto spoločnosti, medzi inými, sa očakávajú, že podnietia rast trhu, keď prejdú z demonštračných projektov na masovú výrobu.

Priemyselné prognózy na obdobie 2025–2030 naznačujú silný ročný rastový prírastok (CAGR) pre výrobnú sektoru vysokovýkonných perovskitových PV, pričom odhady sa bežne pohybujú od 30 % do 40 % ročne. Tento rýchly rast sa opiera o potenciál technológie poskytovať vyššie účinnosti konverzie energie pri nižších výrobných nákladoch v porovnaní s tradičnými silikónovými PV. Do roku 2030 sa očakáva, že ročné tržby z výroby perovskitových PV vrátane materiálov, zariadení a hotových modulov dosiahnu niekoľko miliárd amerických dolárov, pričom niektoré zdroje očakávajú tržby v rozmedzí 5–10 miliárd dolárov, v závislosti od rýchlosti komercializácie a regulatórnych schválení.

Pohľad do budúcnosti posilňuje odolnosť sektora strategické partnerstvá a investície od etablovaných výrobcov solárnej energie. Napríklad Hanwha Solutions a JinkoSolar oznámili iniciatívy R&D a pilotné linky pre perovskitovo-silikónové tandemové moduly, čo signalizuje dôveru prominentných priemyselných hráčov v škálovateľnosť a trhový potenciál technológie. Okrem toho organizácie ako National Renewable Energy Laboratory (NREL) podporujú komercializačné úsilie prostredníctvom kolaboratívneho výskumu a overovania výkonnostných metrík.

Na záver, trh výroby vysokovýkonných perovskitových PV má očakávania na exponenciálny rast od roku 2025, pričom silný CAGR, rýchlo rastúce príjmy a expandujúca globálna výrobná stopa. Nasledujúcich päť rokov bude kľúčových, keď sa sektor presunie od skorého prijatia k širšiemu prenikaniu na trh, pričom ho podporia inovátorské start-upy a etablované solárne giganty.

Zníženie nákladov a škálovateľnosť: Ekonomika výroby a prekážky

Úsilie o nákladovo efektívnu a škálovateľnú výrobu vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických článkov (PV) sa v roku 2025 zosilňuje, keď technológia dosahuje komerčnej rendity. Perovskitové solárne články (PSC) preukázali laboratórne účinnosti konverzie energie presahujúce 25 %, súťažiac s tradičnými silikónovými PV, ale prechod z laboratórnych prototypov na hromadnú výrobu predstavuje významné ekonomické a technické výzvy.

Primárnym faktorom na zníženie nákladov je kompatibilita výroby perovskitov s procesmi na báze roztoku pri nízkych teplotách, ktoré môžu byť prispôsobené na hromadnú výrobu rolí (R2R). To sa líši od energeticky náročných, vysokoteplotných procesov potrebných pre kryštalický silikón. Spoločnosti ako Oxford PV a Saule Technologies sú na čele, pričom spoločnosť Oxford PV sa zameriava na perovskitovo-silikónové tandemové články a Saule Technologies sa snažia o flexibilné, tlačiteľné perovskitové moduly. Obe sa rozširujú na pilotné linky a predkomerčné výrobné procesy, s cieľom preukázať nákladové výhody pri väčšom objeme.

Náklady na materiály zostávajú prekážkou, najmä pre vysokočisté prekurzory a kapsulačné materiály potrebné na zabezpečenie dlhodobej stability. Napriek tomu tenké aktívne vrstvy perovskitových článkov (typicky menej ako 1 mikrón) znamenajú, že použitie surovín je inherentne nízke, čo ponúka spôsob k zníženiu nákladov, keď sa dodávateľské reťazce dozrievajú. First Solar, hoci primárne výrobca kadmiového telluridu (CdTe), sledoval vývoj perovskitov a zdôraznil dôležitosť integrácie dodávateľských reťazcov a recyklácie pri ekonomicky efektívnej výrobe tenkovrstvových PV.

Škálovanie výroby je tiež náročné z hľadiska potreby rovnomerného povrchu alebo kontrolu defektov. Techniky ako slot-die coating, blade coating a atramentová tlač sa optimalizujú pre perovskitové vrstvy, pričom dodávatelia elektrického zariadenia a výskumné konzorciá spolupracujú na prispôsobení existujúcej infraštruktúry tenkovrstvového PV. Meyer Burger Technology AG, významný výrobca zariadení pre PV, aktívne vyvíja výrobné nástroje pre solárne technológie novej generácie, vrátane perovskitov, aby uľahčil nasadenie na priemyselnej úrovni.

Pohľad do budúcnosti naznačuje, že nasledujúce niekoľko rokov prinesie zvýšené investície do pilotných výrobných liniek, s cieľom dosiahnuť náklady na moduly pod 0,20 USD/Watt — potenciálne podtrhnúť silikónové PV, ak sa dosiahnu ciele stability a výnosu. Priemyselné roadmapy predpokladajú, že do roku 2027 by perovskitové PV mohli dosiahnuť výrobu v gigawatoch, ak sa preukáže spoľahlivosť a bankovateľnosť. Pokrok tohto sektora bude závisieť od neustálej spolupráce medzi dodávateľmi materiálov, výrobcami zariadení a výrobcami článkov/modulov, aby prekonali zostávajúce ekonomické a technické prekážky.

Výkon, spoľahlivosť a certifikácia: Splnenie priemyselných štandardov

Rýchly pokrok vo výrobe vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických (PV) článkov vedie do novej éry solárnej technológie, so silným zameraním na výkon, spoľahlivosť a certifikáciu, aby spĺňali prísne priemyselné štandardy. Od roku 2025 dosahujú perovskitové solárne články (PSC) certifikované účinnosti konverzie energie (PCE) presahujúce 25 %, súťažiac s tradičnými modulmi na báze silikónu a v niektorých prípadoch ich prekračujú. Tento pokrok je podporený inováciami v inžinierstve materiálov, škálovateľnými depozičnými technikami a architektúrami tandemových článkov.

Hlavní hráči v priemysle sa aktívne snažia o komercializáciu perovskitových PV. Oxford PV, britsko-nemecká spoločnosť, je na čele, pričom oznamuje certifikované účinnosti tandemových článkov nad 28 % a cielením na masovú výrobu vo svojej prevádzke v Brandenburg. Spoločnosť úzko spolupracuje s etablovanými výrobcami modulov, aby zabezpečila, že jej technológia perovskitového-on-silikónového tandemu spĺňa normy International Electrotechnical Commission (IEC) pre výkon a odolnosť. Podobne Meyer Burger Technology AG, švajčiarsky výrobca, investuje do perovskitovo-silikónových tandemových modulov, využívajúc svoje odborné znalosti v oblasti presného vybavenia a kontroly kvality pre riešenie problémov spoľahlivosti a zvyšovania objemu.

Spoľahlivosť zostáva centrálne otázkou pre perovskitové PV, keďže technológia musí preukázať dlhodobú operačnú stabilitu pod reálnymi podmienkami. Preto sú spoločnosti podrobujú moduly prísnym testom urýchleného starnutia, vrátane vlhkého tepla, tepelného cyklovania a UV expozície, ako je špecifikované normami IEC 61215 a IEC 61730. Heliatek GmbH, nemecký pionier v organických a hybridných fotovoltaikách, tiež skúma integráciu perovskitov a zdôrazňuje dôležitosť certifikácie tretími stranami na overenie produktových nárokov a uľahčenie vstupu na trh.

Certifikačné orgány a priemyselné konzorciá zohrávajú kľúčovú úlohu v zavádzaní štandardizovaných testovacích protokolov pre perovskitové PV. International Electrotechnical Commission (IEC) a Medzinárodná energetická agentúra (IEA) aktívne aktualizujú pokyny na prispôsobenie jedinečným vlastnostiam perovskitových materiálov, aby zabezpečili, že nové produkty môžu byť spoľahlivo porovnávané so zavedenými silikónovými modulmi. Táto harmonizácia je kľúčová pre bankovateľnosť a nasadenie na veľkom meradle.

Pohľad do budúcnosti predpokladá, že nasledujúce roky prinesú intenzívne úsilie o prekonanie rozdielu medzi prelomovými výsledkami v laboratóriu a spoľahlivosťou na komerčnej úrovni. Priemyselní lídri predpovedajú, že do roku 2027 budú perovskitové PV moduly bežne dosahovať 30-ročné operačné životnosti a zabezpečia široké certifikácie, čo otvorí cestu na ich integráciu do hlavného prúdu solárnych trhov a projektov na úrovni utility.

Integrácia so silikónom a tandemovými článkami: Hybridné prístupy

Integrácia perovskitových materiálov so silikónom na vytvorenie tandemových solárnych článkov je vedúcou stratégiou na prekonanie limitov účinnosti konvenčných jednojunkčných silikónových fotovoltaických článkov. Od roku 2025 sa tento hybridný prístup rýchlo posúva od laboratórnych demonštrácií k pilótnej výrobnej výrobe, poháňaný potrebou vyšších účinností konverzie energie (PCE) a nákladovo efektívnych solárnych riešení.

V posledných rokoch sme svedkami rekordných účinností tandemových článkov, pričom niekoľko výskumných skupín a spoločností hlási certifikované PCE presahujúce 30 %. Napríklad Oxford PV, priekopník v perovskitovo-silikónovej tandemovej technológii, oznámil v roku 2023 certifikovanú účinnosť 28,6 % pre svoje komerčné veľké články a naďalej sa usiluje o účinnosť na úrovni modulov presahujúcu 30 % pri zvyšovaní produkcie v jeho prevádzke v Brandenburg, Nemecko. Plán spoločnosti zahŕňa rozšírenie výroby na úroveň gigawattov v nasledujúcich niekoľkých rokoch, s cieľom dodávať tandemové články etablovaným výrobcom silikónových modulov.

Podobne Meyer Burger Technology AG, švajčiarsky výrobca zariadení pre fotovoltaiku, uzavrel partnerstvá na vývoj a komercializáciu perovskitovo-silikónových tandemových modulov. Ich zameranie sa sústreďuje na využitie existujúcich výrobných liniek heterojunkčných silikónových článkov na integráciu perovskitových horných článkov, pričom pilotné výrobné linky sú očakávané, že budú operačné do roku 2025. Prístup Meyer Burgera zdôrazňuje kompatibilitu s existujúcou infraštruktúrou silikónovej výroby, čo je kľúčové pre rýchlu adopciu v priemysle.

Na strane materiálov a zariadení spoločnosti ako DuPont dodávajú pokročilé kapsulanty a barrierové fólie prispôsobené pre jedinečné požiadavky hybridných perovskitovo-silikónových tandemov, čím riešia problémy týkajúce sa stability a dlhoročnosti. Medzitým First Solar, hoci sa primárne zameriava na tenkovrstvovú technológiu kadmiového telluridu (CdTe), aktívne sleduje vývoj tandemov a naznačil otvorenosť ku hybridným prístupom, ak sa preukážu ekonomicky životaschopnými.

Priemyselné organizácie ako Solar Energy Industries Association (SEIA) a Medzinárodná energetická agentúra (IEA) predpokladajú, že tandemové a hybridné architektúry buniek začnú vstupovať do hlavných trhov do konca 2020-tych rokov, v závislosti od pokračujúceho pokroku v škálovaní, spoľahlivosti a znižovaní nákladov. Nasledujúce roky pravdepodobne prinesú zvýšenú spoluprácu medzi inovatormi perovskitov a etablovanými výrobcami silikónu, pričom pilotné projekty a demonštračné závody budú slúžiť ako kritické míľniky na ceste k masovému prijatiu.

Na záver, integrácia perovskitov a silikónu v tandemových architektúrach je pripravená redefinovať štandardy účinnosti fotovoltaiky. S veľkými hráčmi investujúcimi do rozšírenia a rozvoja dodávateľských reťazcov je výhľad na vysokovýkonné hybridné solárne moduly čoraz sľubnejší, keď sa priemysel pohybuje v rokoch 2025 a ďalej.

Udržateľnosť a environmentálny dopad: Hodnotenie životného cyklu

Udržateľnosť a environmentálny dopad výroby vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických (PV) článkov sú kľúčovými otázkami, keď technológia dosahuje komerčnej zrelosti v roku 2025 a ďalej. Štúdie hodnotenia životného cyklu (LCA) sa čoraz častejšie vykonávajú s cieľom zhodnotiť celkovú environmentálnu stopu perovskitových solárnych článkov (PSC), od ťažby surovín cez výrobu, prevádzku a riadenie konca životnosti.

Kľúčovou výhodou perovskitových PV je ich potenciál pre nízkoenergetické spracovanie na báze roztoku pri relatívne nízkych teplotách, čo môže významne znížiť vynaloženú energiu v porovnaní s konvenčnou výrobou silikónových PV. Spoločnosti ako Oxford PV a Saule Technologies sú priekopníkmi škálovateľných výrobných metód, vrátane výroby rolí a integrácie tandemových článkov, ktoré ďalej minimalizujú energetický vstup a odpad materiálu. Tieto prístupy majú za cieľ znížiť uhlíkovú stopu perovskitových modulov, pričom niektoré modely LCA predpovedajú emisie skleníkových plynov až 20–50 g CO₂-eq/kWh — zásadne pod hodnotami tradičných silikónových modulov.

Toxickosť materiálov, najmä používanie olova v najúčinnejších formuláciách perovskitu, zostáva významnou environmentálnou výzvou. Priemyselní lídri aktívne vyvíjajú kapsulačné stratégie a recyklačné protokoly, aby zmiernili potenciálne úniky olova pri prevádzke a likvidácii. Oxford PV a Saule Technologies oznámili výskum vrstvieb na sekréciu olova a uzavretých recyklačných systémov, pričom sa snažia o dodržiavanie vyvíjajúcich sa environmentálnych predpisov v EÚ a iných trhoch.

Efektivita využívania zdrojov je ďalšou témou. Perovskitové PV potrebujú len tenké vrstvy aktívneho materiálu, čím sa znižuje dopyt po surovinách v porovnaní s technológiami založenými na silikóne. Okrem toho použitie bohatých prvkov a potenciál pre flexibilné, ľahké substráty môže ďalej znížiť emisie pri preprave a umožniť nové aplikácie, ako je fotovoltaika integrovaná do budov (BIPV). Spoločnosti ako Saule Technologies už pilotujú BIPV produkty, ktoré by mohli urýchliť prijatie udržateľných solárnych riešení v mestských prostrediach.

Pohľad do budúcnosti predpokladá, že nasledujúce roky prinesú zvýšenú spoluprácu medzi výrobcami, recyklátormi a regulačnými orgánmi na zavedení standardizovanej metodológie LCA a robustných rámcov na konci životnosti. Priemyselné konzorciá a organizácie ako Medzinárodná energetická agentúra majú zohrávať kľúčovú úlohu v harmonizácii ukazovateľov udržateľnosti a podpore zodpovedného rozširovania technológií perovskitového PV. Ako sa komerčné nasadenie rozširuje, transparentná správa a neustále zlepšovanie udržateľnosti životného cyklu budú kľúčové pre zabezpečenie environmentálnych kreditov vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických článkov.

Budúcnosť: Roadmapa komercializácie a nové aplikácie

Roadmapa komercializácie výroby vysokovýkonných perovskitových fotovoltaických (PV) článkov sa rýchlo vyvíja, keď technológia prechádza z prelomových výsledkov v laboratóriu na priemyselnú výrobu. Od roku 2025 niekoľko lídrov v priemysle a konzorcií aktívne zvyšuje výrobu perovskitových PV, s cieľom zamerať sa na samostatné moduly a tandemové konfigurácie so silikónom. Fokus je na dosiahnutí vysokých účinností konverzie energie (PCE), dlhodobej stabilite a cenovo efektívnych, škálovateľných výrobných procesoch.

Kľúčoví hráči ako Oxford PV a Meyer Burger Technology AG sú na čele tohto prechodu. Oxford PV oznámil plány na komercializáciu perovskitovo-silikónových tandemových solárnych článkov, pričom pilotné výrobné linky v Nemecku majú ciele na účinnosť modulov presahujúcich 25 %. Ich plán zahŕňa rozšírenie na výrobu v gigawatoch v nasledujúcich niekoľkých rokoch, pričom využívajú etablovanú infraštruktúru silikónových PV na urýchlenie vstupu na trh. Meyer Burger Technology AG, švajčiarsky výrobca známy moderným vybavením PV, spolupracuje s inovatormi perovskitov na integrácii techník povrchového nanášania s vysokou priepustnosťou a kapsulácie, čím sa riešia výzvy rešpektovania rovnomernosti veľkej plochy a environmentálnej stability.

V Ázii investujú TCL a Hanwha Solutions do výskumu a vývoja perovskitov a pilotných liniek, sústrediac sa na spracovanie rolí a flexibilné substráty. Tieto prístupy by mali umožniť výrobu ľahkých, polopriehľadných a technológií integrovaných do budov (BIPV), čím sa rozšíri aplikačná krajina nad rámec tradičných strešných a priemyselných inštalácií. National Renewable Energy Laboratory (NREL) v Spojených štátoch pokračuje v podpore priemyselných partnerstiev a overovania technológie, poskytujúc nezávislé hodnotenia výkonnosti a spoľahlivosti kľúčové pre bankovateľnosť.

Pohľad do budúcnosti naznačuje, že nasledujúcich niekoľko rokov pravdepodobne prinesie prvé komerčné nasadenia perovskitovo-silikónových tandemových modulov na prémiových trhoch, ako sú rezidenčné a komerčné strechy, kde sú oceňované vysoké účinnosti a estetická integrácia. Zároveň sa skúmajú nové aplikácie — vrátane prenosného napájania, agrívöltaiky a vozidlov integrovaných fotovoltaikou — spoločnosťami ako Helia (predtým Heliatek), ktorá sa špecializuje na organické a hybridné tenkovrstvové PV riešenia. Vyhliadky na industriu sú povzbudzované trvajúcim pokrokom v kapsulačnej technológii, riadení olova a protokoloch urýchleného starnutia, ktoré sa očakáva, že adresujú zostávajúce obavy o trvanlivosť a environmentálny dopad.

Do rokov 2027–2028 predpovedajú analytici priemyslu, že perovskitové PV moduly by mohli dosiahnuť komerčné životnosti presahujúce 20 rokov a ceny rovnajúce sa existujúcim silikónovým technológiam, ak sa prekonajú výzvy rozšírenia a regulatórne schválenia. Trajektória sektora bude ovplyvnená pokračujúcou spoluprácou medzi dodávateľmi materiálov, výrobcami zariadení a koncovými užívateľmi, ako aj podporujúcimi politickými rámcami a certifikačnými normami od organizácií, ako je Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC).

Zdroje a odkazy

The Rise of Perovskite Solar Panels: A Game-Changer in Renewable Energy

Watch this video on YouTube.

Perovskitové fotovoltiky 2025–2030: Prielezy s vysokou účinnosťou, ktoré majú narušiť solárny trh

ByQuinn Parker