Inženýrství perovskitových fotovoltaik v roce 2025: Jak materiály nové generace solární energie urychlují revoluci v čisté energii. Prozkoumejte růst trhu, průlomové technologie a roadmapu k komercializaci.

Výkonný souhrn: Výhled na perovskitové fotovoltaiky v roce 2025
Velikost trhu, míra růstu a prognózy (2025–2030)
Hlavní hráči a průmyslové iniciativy (např. Oxford PV, Saule Technologies, NREL)
Technologické inovace: Tandemové články, flexibilní moduly a pokroky v výrobě
Výkonnostní metriky: Efektivita, stabilita a měřítka škálovatelnosti
Úvahy o dodavatelském řetězci a surovinách
Milníky komercializace a pilotní projekty
Regulační, certifikační a průmyslové standardy (např. IEC, IEEE)
Výzvy: Odolnost, toxicita a bankovatelnost
Budoucí výhled: Vstup na trh, scénáře přijetí a strategická doporučení
Zdroje & Reference

Výkonný souhrn: Výhled na perovskitové fotovoltaiky v roce 2025

Inženýrství perovskitových fotovoltaik se v roce 2025 chystá na významné pokroky, přičemž sektor přechází z laboratorních objevů k rané fázi komerčního nasazení. Perovskitové solární články (PSC) si rychle získaly pozornost díky své vysoké účinnosti konverze energie (PCE), levným materiálům a kompatibilitě s flexibilními a tandemovými architekturami. V roce 2024 překročily certifikované perovskitové články s jedním junktum účinnost 26 %, zatímco tandemové zařízení ze silikonu a perovskitu přesáhly 33 %, čímž se zúžila mezera oproti tradičním silikonovým fotovoltaikám.

Hlavní hráči v průmyslu urychlují komercializaci perovskitové technologie. Oxford PV, britsko-německá společnost, je na předním místě, když oznámila světově první výrobní linku pro tandemové solární články s perovskitem na silikonu v Německu. Jejich pilotní výrobní zařízení by mělo v roce 2025 dodávat moduly s účinností nad 28 %, cílené na trhy se střešními instalacemi pro domácnosti a komerční účely. Meyer Burger Technology AG, švýcarský výrobce, také investoval do výzkumu a vývoje perovskitu a usiluje o integraci perovskitových vrstev do svých vysoce efektivních heterojunkčních solárních modulů.

V Asii pokročily Toshiba Corporation a Panasonic Corporation s perovskitovými mini-moduly a flexibilními solárními panely, přičemž probíhají pilotní projekty zaměřené na fotovoltaiku integrovanou do budov (BIPV) a přenosné energetické aplikace. Mezitím Hanwha Solutions v Jižní Koreji zkoumá tandemové články ze silikonu a perovskitu pro nasazení ve velkém měřítku, využívajíc svou zavedenou výrobní základnu pro silikonové PV.

I přes tyto pokroky zůstávají výzvy v oblasti škálování výroby perovskitu, zejména co se týče dlouhodobé stability, řízení olova a uniformity procesu. Průmyslové konsorcia jako Helmholtz Association a National Renewable Energy Laboratory (NREL) koordinují úsilí o řešení těchto problémů, zaměřujíc se na techniky encapsulation, alternativní materiály a testy urychleného stárnutí.

S výhledem na rok 2025 a dále je vyhlídka pro perovskitové fotovoltaiky optimistická. Průmyslové prognózy očekávají první komerční instalace tandemových modulů se silikonem a perovskitem, přičemž počáteční objemy jsou omezené, ale očekává se rychlý růst, jakmile se nasbírá důvěryhodná data o spolehlivosti. Sektor pravděpodobně uvidí zvýšené investice do škálování výroby, rozvoje dodavatelského řetězce a certifikačních procesů. Pokud se překonají technické překážky, mohou perovskitové fotovoltaiky hrát klíčovou roli při dosahování globálních cílů obnovitelné energie, nabízející vyšší efektivity a nové formáty ve srovnání s existujícími technologiemi.

Velikost trhu, míra růstu a prognózy (2025–2030)

Sektor perovskitových fotovoltaik (PV) se v letech 2025 až 2030 chystá na významnou expanzi, poháněnou rychlým pokrokem v oblasti stability materiálů, škálovatelné výroby a komerčních partnerství. K roku 2025 technologie perovskitových solárních článků (PSC) přechází z laboratorních objevů k pilotní a rané komerční výrobě s několika vedoucími hráči a konsorciemi, které vedou tuto evoluci.

V roce 2025 zůstává globální trh perovskitových PV malou částí celkového trhu se solární energií, ale jeho míra růstu bude podle prognóz převyšovat míru růstu konvenčních silikonových fotovoltaik. Klíčoví hráči jako Oxford PV (UK/Německo), pionýr v tandemových článcích ze silikonu a perovskitu, oznámili zvýšení výroby na své první komerční výrobní lince v Německu, cílené na moduly s účinností nad 25 %. Meyer Burger Technology AG (Švýcarsko), významný evropský výrobce PV, také vstoupil do pole perovskitu, spoluprací na vývoji tandemových článků a plánováním pilotní výroby. V Asii investují GCL Technology Holdings (Čína) a TCL (Čína) do výzkumu a vývoje perovskitu a pilotních linek s cílem využít svou výrobní kapacitu pro rychlou komercializaci.

Prognózy pro roky 2025–2030 naznačují složenou roční míru růstu (CAGR) pro instalace perovskitových PV překračující 30 %, přičemž globální instalovaná kapacita by mohla do roku 2030 dosáhnout několika gigawattů. To je podpořeno potenciálem technologie pro levné, vysoce účinné moduly a kompatibilitu s flexibilními a lehkými substráty. Průmyslové plány od organizací jako Fraunhofer ISE (Německo) a National Renewable Energy Laboratory (USA) očekávají, že tandemové moduly ze silikonu a perovskitu by mohly dosáhnout komerční účinnosti 28–30 % do roku 2030, což by překonalo praktické limity jednorázových silikonových článků.

Výhled na trh je dále posilován rostoucími investicemi do škálování výroby a rozvoje dodavatelského řetězce. Oxford PV zajistil partnerství s etablovanými výrobci modulů, zatímco Meyer Burger Technology AG integruje technologii perovskitu do svého evropského výrobního ekosystému. Asijské konglomeráty jako TCL a GCL Technology Holdings se očekává, že urychlí snižování nákladů prostřednictvím hromadné výroby.

I přes tyto pozitivní trendy zůstávají výzvy v oblasti škálování výroby, zajištění dlouhodobé stability a splnění standardů bankovatelnosti. Nicméně s tím, jak se hlavní hráči zavazují k komercializaci a pilotní projekty již probíhají, je perovskitové PV připraveno stát se disruptivní silou na globálním trhu solární energie do konce tohoto desetiletí.

Hlavní hráči a průmyslové iniciativy (např. Oxford PV, Saule Technologies, NREL)

Sektor perovskitových fotovoltaik prochází rychlou industrializací, přičemž několik průkopnických společností a výzkumných institucí se v roce 2025 podílí na komercializaci a technologickém pokroku. Mezi nejvýznamnější je Oxford PV, britsko-německá společnost, uznávaná za své vedení v tandemových solárních článcích ze silikonu a perovskitu. Oxford PV dosáhl certifikovaných světových rekordních účinností přes 28 % pro své tandemové moduly a v roce 2024 oznámil zahájení pilotní výroby ve svém zařízení v Braniborsku v Německu. Roadmapa společnosti směřuje k výrobě ve gigawattovém měřítku v následujících několika letech, s cílem dodávat vysoce efektivní moduly jak pro střechy, tak pro utility-scale trhy.

Dalším klíčovým hráčem je Saule Technologies, sídlící v Polsku, která se zaměřuje na flexibilní, lehké perovskitové solární panely. Saule vyvinula procesy pro výrobu roll-to-roll a od roku 2021 provozuje pilotní linku pro komerční výrobu. Společnost usiluje o aplikace v oblasti fotovoltaiky integrované do budov (BIPV) a Internetu věcí (IoT) a aktivně navazuje partnerství pro nasazení perovskitových modulů v reálných prostředích, jako jsou administrativní budovy a veřejná infrastruktura.

V Asii Microquanta Semiconductor v Číně zvyšuje výrobu perovskitových modulů, přičemž prokázala velkoplošné moduly s účinností přes 17 %. Společnost investuje do automatizovaných výrobních linek a plánuje dosáhnout hromadné výroby do roku 2025, zaměřujíc se na domácí i mezinárodní trhy.

Na frontě výzkumu a standardizace zůstává National Renewable Energy Laboratory (NREL) v USA globální autoritou. NREL poskytuje nezávislou certifikaci účinností perovskitových článků a vede spolupracující projekty zaměřené na řešení stability, škálovatelnosti a environmentální bezpečnosti. Jejich práce podporuje důvěru průmyslu a řídí regulační rámce pro nasazení perovskitu.

Mezi další významné průmyslové iniciativy patří Hanwha Solutions (mateřská společnost Q CELLS), která investuje do výzkumu a vývoje perovskitu a silikonu, a Toray Industries v Japonsku, která vyvíjí pokročilé encapsulační materiály ke zlepšení odolnosti perovskitových modulů. Dále First Solar oznámila průzkumný výzkum integrace perovskitu do svých tenkovrstvých technologií.

S výhledem do budoucna se očekává, že v následujících několika letech se na trhu objeví první komerční nasazení modulů na bázi perovskitu v specializovaných a hlavních segmentech, přičemž vedoucí hráči budou zvyšovat výrobu a tvořit strategická partnerství. Vyhlídky sektoru jsou podpořeny pokračujícími zlepšeními v efektivitě, stabilitě a výrobitelnosti, což zajišťuje, že perovskitové fotovoltaiky se stanou transformativní technologií v globálním solárním průmyslu.

Technologické inovace: Tandemové články, flexibilní moduly a pokroky ve výrobě

Oblast inženýrství perovskitových fotovoltaik prochází rychlou technologickou inovací, zejména v oblastech architektur tandemových článků, vývoje flexibilních modulů a škálovatelných výrobních procesů. K roku 2025 tyto pokroky posunují perovskitové solární články (PSC) blíže k komerční životaschopnosti a nasazení ve velkém měřítku.

Tandemové solární články, které vrstvy perovskitu staví na etablované silikonové články, jsou na předním místě průlomových efektivit. Využitím komplementárních absorpčních spekter perovskitu a silikonu tyto tandemové zařízení překročily limity účinnosti jednorázových silikonových fotovoltaik. V roce 2023 byla dosažena certifikovaná světová rekordní účinnost 33,9 % pro tandemový článek ze silikonu a perovskitu a přední výrobci cíleně vyrábějí komerční moduly s účinností nad 30 % do roku 2025. Oxford PV, britsko-německá společnost vynikající na tomto poli, provozuje pilotní linku v Německu a plánuje rozšíření výroby pro komerční nasazení. Jejich technologická roadmapa se zaměřuje na dodání tandemových modulů s vysokou účinností a zlepšenou stabilitou, což řeší dvě hlavní výzvy v oblasti perovskitového PV.

Flexibilní perovskitové moduly představují další významnou inovaci, která umožňuje lehké, ohybné a dokonce částečně průhledné solární panely. Ty jsou obzvlášť atraktivní pro fotovoltaiku integrovanou do budov (BIPV), přenosné energetické aplikace a aplikace, kde tradiční rigidní panely nejsou vhodné. Společnosti jako Saule Technologies v Polsku komercializují flexibilní perovskitové moduly pomocí inkjetového tisku a procesu roll-to-roll. Jejich pilotní výrobní linky již dodávají demonstrační projekty pro inteligentní budovy a zařízení IoT, přičemž plánují zvýšení kapacity a nabídky produktů v nadcházejících letech.

Na výrobní frontě je přechod z laboratorní výroby na průmyslovou výrobu kritickým zaměřením. Škálovatelné depoziční techniky—jako je coating slot-die, blade coating a párová depozice—se optimalizují pro uniformitu, výkon a nákladovou efektivnost. Hanwha Solutions, významný globální výrobce solární energie, oznámil iniciativy R&D pro integraci perovskitových vrstev do svých výrobních linek, což naznačuje rostoucí zájem etablovaných hráčů na trhu. Mezitím First Solar sleduje pokroky v oblasti perovskitu jako součást své širší strategie tenkovrstvých technologií, ačkoli se nyní stále zaměřuje na kadmium-telurid.

S výhledem do budoucna by v následujících několika letech měly být očekávány první komerční instalace tandemových modulů ze silikonu a perovskitu, širší přijetí flexibilních perovskitových produktů a další zlepšení v škálovatelnosti výroby a dlouhověkosti zařízení. S tím, jak tyto inovace dospějí, by měly perovskitové fotovoltaiky hrát významnou roli v globálním přechodu na obnovitelnou energii.

Výkonnostní metriky: Efektivita, stabilita a měřítka škálovatelnosti

Inženýrství perovskitových fotovoltaik rychle pokročilo, přičemž rok 2025 označuje zásadní rok pro výkonnostní metriky, zejména v oblasti efektivity, stability a škálovatelnosti. Sektor zažívá přechod z laboratorních objevů k průmyslovému nasazení, poháněný jak zavedenými výrobci solární energie, tak specializovanými inovátory v oblasti perovskitu.

Efektivita zůstává nejvýraznějším měřítkem. V roce 2024 překročily tandemové články ze silikonu a perovskitu 33 % certifikované účinnosti konverze energie (PCE) v laboratorních podmínkách, což je milník potvrzený předními výzkumnými konsorcii a výrobci. Oxford PV, britsko-německá společnost, byla v popředí, hlásíc certifikované účinnosti tandemových článků nad 28 % v pilotních výrobních linkách a cíleně komerční moduly s účinností vyšší než 30 % do roku 2025. Podobně Meyer Burger Technology AG, švýcarský výrobce fotovoltaiky, oznámil plány na integraci tandemové technologie perovskitu do svého produktového portfolia s cílem dosáhnout vysoce efektivních modulů pro evropský trh.

Stabilita, která byla historicky výzvou pro perovskitové solární články, je nyní středem pozornosti. Nedávné pokroky v oblasti embeddingu, inženýrství složení a modifikace rozhraní prodloužily provozní životnost. First Solar, Inc., známá primárně pro svoje tenkovrstvé CdTe moduly, investovala do výzkumu perovskitu, zdůrazňující potřebu 25leté provozní stability, aby splnila požadavky na utility-scale. Cílová hodnota na úrovni odvětví je dosáhnout ztráty výkonu pod 10 % v průběhu 20–25 let, přičemž několik pilotních projektů v roce 2025 má za cíl ověřit tato tvrzení v reálných podmínkách.

Měřítka škálovatelnosti jsou nastavena, protože pilotní linky přecházejí na gigawattové výrobní kapacity. Hanwha Solutions, prostřednictvím své divize Q CELLS, oznámila spolupráci na vývoji škálovatelných tandemových modulů ze silikonu a perovskitu, využívající stávající infraštrukturu pro silikon. Zaměřují se na procesy roll-to-roll a techniky velkoplošného nanášení s cílem snížit výrobní náklady pod 0,20 $/Watt do roku 2027. Oxford PV uvede do provozu výrobní linku o kapacitě 100 MW v Německu, s cílem dodávat komerční moduly pro střešní a utility aplikace do konce roku 2025.

S výhledem do budoucna budou následující roky znamenat přechod perovskitových fotovoltaik od demonstrace k nasazení. Průmyslové cíle pro rok 2025 zahrnují modulové účinnosti nad 25 %, certifikovanou stabilitu po dobu více než 20 let a první komerčně měřitelné instalace. Vyhlídky sektoru jsou podpořeny silnými investicemi jak od zavedených hráčů, tak od nových účastníků, s jasnou trajektorií směrem k širokému přijetí a integraci do globálních fotovoltaických dodavatelských řetězců.

Úvahy o dodavatelském řetězci a surovinách

Dodavatelský řetězec pro inženýrství perovskitových fotovoltaik (PV) se rychle vyvíjí, jak se technologie blíží komerční životaschopnosti v roce 2025. Na rozdíl od tradičních solárních článků na bázi silikonu spoléhají perovskitové PV na specifickou sadu surovin, včetně halogenidů olova nebo cínu, organických kationtů a specializovaných transportních vrstev. Zajištění, zpracování a škálovatelnost těchto materiálů jsou klíčové pro blízký výhled sektoru.

Klíčovou výhodou perovskitových PV je jejich potenciál pro výrobu za nízkých teplot a na bázi roztoků, což může snížit energetický vstup a umožnit výrobu pomocí procesu roll-to-roll. Tato flexibilita dovoluje širší spektrum dodavatelů a výrobních geografických oblastí ve srovnání s vysoce konsolidovaným dodavatelským řetězcem pro silikon. Nicméně sektor čelí výzvám při zajišťování vysoce čistých prekurzorů v měřítku. Například dodávky jodidu olova a sůl formamidiniového musí splňovat přísné standardy čistoty pro zajištění stability a účinnosti zařízení. Společnosti jako Oxford PV a Saule Technologies aktivně vyvíjejí proprietární dodavatelské řetězce a spolupracují s chemickými výrobci, aby si zajistily spolehlivé zdroje těchto materiálů.

Dalším kritickým faktorem je environmentální a regulační dozor týkající se použití olova v perovskitových formulacích. I když je skutečný obsah olova na watt výrazně nižší než v jiných aplikacích, průmysl proaktivně vyvíjí recyklační protokoly a zkoumá alternativy bez olova. Organizace jako imec spolupracují s partnery v dodavatelském řetězci na vytvoření uzavřených systémů pro obnovu materiálů a minimalizaci odpadu.

Materiály pro encapsulaci a bariéry potřebné k ochraně perovskitových vrstev před vlhkostí a kyslíkem jsou také v centru vývoje dodavatelského řetězce. Pokročilé polymery a flexibilní substráty se získávají od dodavatelů speciálních chemikálií, přičemž společnosti jako Dow a DuPont poskytují zeštíhlující expertní materiály pro škálovatelnou výrobu modulů.

V následujících několika letech se očekává, že dodavatelský řetězec pro perovskitové PV se začne diverzifikovat a zrající, s rostoucími investicemi do předběžného zpracování materiálů a infrastruktur pro recyklaci. Strategická partnerství mezi vývojáři perovskitu a zavedenými chemickými a materiálovými společnostmi pravděpodobně urychlí přechod od pilotní výroby k výrobě na gigawattové úrovni. Jak více hráčů vstoupí na trh, budou odolnost a udržitelnost dodavatelského řetězce klíčovými diferenciátory, které utvářejí soutěžní prostředí inženýrství perovskitových fotovoltaik do roku 2025 a dále.

Milníky komercializace a pilotní projekty

Komerce perovskitové fotovoltaické (PV) technologie se v roce 2025 rychle zrychluje, což je poznamenáno řadou významných milníků a pilotních projektů vedených jak zavedenými výrobci solární energie, tak inovativními startupy. Perovskitové solární články, známé svou vysokou účinností a levnou výrobou, přecházejí z laboratorních objevů do nasazení ve skutečném světě, přičemž několik společností oznámilo pilotní výrobní linky a první komerční moduly.

Jedním z nejvýznamnějších hráčů, Oxford Photovoltaics, je na čele vývoje tandemových článků ze silikonu a perovskitu. V roce 2024 společnost oznámila uvedení své pilotní linky v Německu, cílené na dodávky komerčních modulů v roce 2025. Jejich tandemové články prokázaly certifikované účinnosti překračující 28 %, což je významný skok ve srovnání s konvenčními silikonovými moduly. Spolupráce Oxford PV se zavedenými výrobci silikonu by měla usnadnit integraci perovskitových vrstev do existujících výrobních linek, což urychlí vstup na trh.

V Asii Microquanta Semiconductor spustila pilotní výrobní zařízení v Číně, zaměřující se na velkoplošné perovskitové moduly. Společnost informovala o úspěšné instalaci demonstračních projektů perovskitu na komerčních střechách, přičemž moduly dosáhly stability v externích podmínkách přes 1 000 hodin. Roadmapa Microquanta zahrnuje zvýšení výrobní kapacity na gigawattovou úroveň do roku 2026, což signalizuje silnou důvěru v životaschopnost technologie v blízké budoucnosti.

Mezitím Hanwha Solutions, významný globální výrobce solární energie, oznámil investice do R&D a pilotní projekty zaměřené na integraci perovskitové technologie do své produktové řady Q CELLS. Úsilí Hanwha se soustředí na zlepšení odolnosti a výrobitelnosti tandemových modulů ze silikonu a perovskitu, přičemž probíhají terénní testy jak v Evropě, tak v Jižní Koreji. Účast společnosti je vnímána jako klíkový ukazatel široké přijetí v průmyslu.

Další významné iniciativy zahrnují Saule Technologies v Polsku, která nasadila flexibilní perovskitové moduly pro fotovoltaiku integrovanou do budov (BIPV) a aplikace IoT. Jejich pilotní projekty v komerčních budovách a veřejné infrastruktuře demonstrují všestrannost perovskitového PV mimo tradiční solární farmy.

S výhledem do budoucna se očekává, že v následujících několika letech se uskuteční první velké komerční nasazení modulů na bázi perovskitu, přičemž průmysloví lídři cílí na životnost modulů přesahující 20 let a konkurenceschopné úrovně nákladů na elektřinu (LCOE). Úspěch těchto pilotních projektů a rané komerční aktivity bude klíčový pro etablování perovskitových fotovoltaik jako hlavní technologie obnovitelné energie do konce 20. let.

Regulační, certifikační a průmyslové standardy (např. IEC, IEEE)

Regulační prostředí pro inženýrství perovskitových fotovoltaik (PV) se rychle vyvíjí, jak se technologie blíží komerční zralosti v roce 2025. Historicky čelily perovskitové solární články výzvám při splnění zavedených certifikačních a bezpečnostních standardů, jako jsou ty, které stanovila Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) a Institut inženýrů elektrického a elektronického inženýrství (IEEE), kvůli svým unikátním materiálovým vlastnostem a starostem o stabilitu. Nicméně v posledních letech došlo k výraznému pokroku jak ve vývoji robustních perovskitových modulů, tak v adaptaci regulačních rámců pro akceptaci těchto inovací.

IEC prostřednictvím svého Technického výboru 82 aktivně pracuje na aktualizaci a rozšiřování standardů s ohledem na specifické potřeby perovskitových PV. Nejrelevantnější standardy zahrnují IEC 61215 (pro designovou kvalifikaci a typovou akreditaci) a IEC 61730 (pro bezpečnostní kvalifikaci), které jsou v současnosti revizovány, aby se zajistila použitelnost pro zařízení na bázi perovskitu. V roce 2024 úspěšně dokončilo několik pilotních projektů v Evropě a Asii předcertifikační testy podle modifikovaných protokolů IEC, což dokazuje zlepšenou stabilitu a bezpečnostní profily pro perovskitové moduly. Tento pokrok by měl vyústit ve formální perovskitové specifické dodatky ke standardům IEC do konce roku 2025.

Průmyslová konsorcia a vedoucí výrobci hrají klíčovou roli při utváření těchto standardů. Oxford PV, britsko-německá firma na čele technologie tandemového perovskitu a silikonu, aktivně spolupracuje s certifikačními orgány na ověření dlouhodobé spolehlivosti svých modulů. Podobně Microquanta Semiconductor v Číně a Saule Technologies v Polsku se účastní mezinárodních pracovních skupin, aby zajistily, že nově vznikající standardy odrážejí realitu velkoplošné výroby perovskitu a nasazení.

IEEE také přispívá do procesu standardizace, zejména prostřednictvím svého Výboru pro fotovoltaické standardy, který zvažuje nová kritéria pro měření výkonu a testy urychleného stárnutí přizpůsobené pro materiály perovskitu. Tyto úsilí doplňují iniciativy od National Renewable Energy Laboratory (NREL) v USA, které poskytují referenční data a testovací protokoly pro podporu globální harmonizace certifikačních požadavků.

S výhledem do budoucna budou následující roky kritické pro zavedení univerzálně uznávaných certifikačních cest pro perovskitové PV. Jak více výrobců, jako Hanwha Solutions a First Solar, zkoumá integraci perovskitu, je očekáváno adekvátní přijímání aktualizovaných standardů IEC a IEEE v celém odvětví. Tato regulační jasnost by měla urychlit bankovatelnost, akceptaci pojištění a velkoplošné nasazení perovskitových fotovoltaik, což by technologii umístilo do pozice pro signifikantní dopad na trhu do konce dvacátých let.

Výzvy: Odolnost, toxicita a bankovatelnost

Inženýrství perovskitových fotovoltaik dosáhlo pozoruhodných pokroků v efektivnosti a škálovatelnosti, ale sektor čelí trvalým výzvám v oblasti odolnosti, toxicity a bankovatelnosti, jak se posouvá do roku 2025 a dále. Nejnaléhavější technickou překážkou zůstává dlouhodobá stabilita perovskitových solárních článků (PSC) při skutečných provozních podmínkách. Přestože laboratorní zařízení dosáhla účinnosti konverze energie přes 25 %, tyto výsledky se často rychle zhoršují při vystavení vlhkosti, kyslíku, teplu a ultrafialovému světlu. Přední výrobci a výzkumné konsorcia, jako jsou Oxford PV a First Solar, investují značné prostředky do technologií encapsulation a inženýrství složení, aby tyto problémy vyřešily. Oxford PV například hlásí pokrok v tandemových modulech ze silikonu a perovskitu s lepšími provozními životnostmi, ale komerční záruky zatím zaostávají za těmi u etablovaných silikonových modulů.

Toxicita, zejména kvůli použití olova v nejefektivnějších perovskitových formulacích, zůstává významným problémem jak pro regulátory, tak pro investory. Evropská unie a další jurisdikce pečlivě sledují environmentální vliv úniku olova během výroby, provozu a likvidace na konci životnosti. Společnosti jako Solaronix a Hunt Perovskite Technologies aktivně vyvíjejí alternativy bez olova nebo s nižším obsahem olova, ale tyto zatím nedokázaly dosáhnout výkonu a stability svých protějšků obsahujících olovo. Průmysl také zkoumá robustní recyklační strategie a strategie zajištění, aby zmírnil potenciální environmentální rizika, což bude klíčové pro regulační schválení a akceptaci veřejnosti.

Bankovatelnost—důvěra investorů a věřitelů v dlouhodobou finanční životaschopnost projektů perovskitového PV—zůstává bariérou pro nasazení ve velkém měřítku. Nedostatek rozsáhlých terénních dat o výkonu perovskitových modulů a mírá degradace v různých klimatických podmínkách, ztěžuje finančním institucím posouzení rizika. Průmyslové skupiny jako Mezinárodní fotovoltaická skupina pro zajištění kvality pracovních sil se snaží zavést standardizované testovací protokoly a důvěryhodnost normy přizpůsobené technologiím perovskitu. Mezitím zavedení výrobci solární energie, jako JinkoSolar a Trina Solar, pečlivě sledují pokroky v oblasti perovskitu, přičemž někteří zahajují pilotní projekty, aby zhodnotili integraci s existujícími výrobními linkami pro silikon.

S výhledem do budoucna budou následující roky zásadní pro perovskitové PV. Úspěch bude záviset na prokázání robustních životností modulů, řešení problémů s toxicitou prostřednictvím inovací materiálů nebo recyklace a budování záznamů o spolehlivém výkonu v reálném prostředí. Teprve poté dosáhnou perovskitové fotovoltaiky bankovatelnosti potřebné k širokému přijetí a nasazení na gigawattové úrovni.

Budoucí výhled: Vstup na trh, scénáře přijetí a strategická doporučení

Vyhlídka pro inženýrství perovskitových fotovoltaik (PV) v roce 2025 a následujících letech je poznamenána přechodem z laboratorních objevů k ranému komerčnímu nasazení. Perovskitové solární články (PSC) prokázaly rychlé zlepšení v účinnosti konverze energie (PCE), přičemž certifikované zařízení s jedním junktum nyní překračují 25 % v laboratorních podmínkách. Další fáze se zaměřuje na škálování výroby, zlepšování dlouhodobé stability a integraci technologie perovskitu do hlavního trhu se solární energií.

Několik společností je v popředí tohoto přechodu. Oxford Photovoltaics, britsko-německá společnost, je uznávaným lídrem v technologii tandemového perovskitu a silikonu. V roce 2023 Oxford PV oznámila uvedení své první výrobní linky v Německu, cílené na komerční moduly s účinností nad 27 %. Společnost se chystá uvést své první komerční produkty na trh v roce 2025, zaměřující se na partnerství s etablovanými výrobci silikonového PV k urychlení přijetí.

Dalším klíčovým hráčem, Microquanta Semiconductor v Číně, oznámila pilotní výrobu perovskitových modulů a pracuje na zvýšení výroby na gigawattovou úroveň. Jejich roadmapa zahrnuje nasazení perovskitových modulů v oblasti fotovoltaiky integrované do budov (BIPV) a projektech v oblasti energetiky, přičemž probíhají terénní testy k ověření odolnosti a výkonu.

Ve Spojených státech First Solar—ačkoli se primárně zaměřuje na technologie tenkovrstvého kadmium-teluridu (CdTe)—investoval do výzkumných spoluprací zaměřených na architektury tandemového perovskitu, což naznačuje rostoucí zájem etablovaných výrobců PV o hybridní a technologie nových generací.

Průmyslové organizace jako Asociace průmyslu solárních energií (SEIA) a Mezinárodní energetická agentura (IEA) zvýraznily perovskitové PV jako klíčovou inovační oblast pro příští desetiletí, s potenciálem snížit náklady a rozšířit přijetí solární energie na nové trhy. Technologie roadmapy IEA očekávají, že mohou moduly na bázi perovskitu začít získávat měřitelný podíl na nových solárních instalacích do konce 20. let, což bude mít vliv na úspěšnou komercializaci a bankovatelnost.

Vstup na trh: Počáteční přijetí se očekává v prémiových střešních, BIPV a segmentech pro modernizaci tandemu, kde vyšší účinnost ospravedlňuje počáteční náklady. Širší nasazení v oblasti energetiky bude záviset na prokázané stabilitě a konkurenceschopných nákladech na elektřinu (LCOE).
Scénáře přijetí: Strategická partnerství mezi inovátory v oblasti perovskitu a zavedenými výrobci silikonových modulů pravděpodobně urychlí vstup na trh. Rané vládní a utility pilotní projekty budou klíčové pro ověření výkonu a snížení rizika investic.
Strategická doporučení: Společnosti by se měly zaměřit na robustní terénní testování, transparentní údaje o výkonu a rozvoj dodavatelského řetězce. Policymakery mohou podporovat přijetí prostřednictvím cílených pobídek pro solární PV nové generace a zjednodušených certifikačních cest.

Celkově rok 2025 představuje klíčový rok pro inženýrství perovskitových PV, přičemž první komerční nasazení připravuje půdu pro širší přijetí a technologickou zralost v nadcházejících letech.

Zdroje & Reference

"Japan’s Solar Revolution: Next-Gen Panels 2025!"

Watch this video on YouTube

Perovskitové fotovoltaiky 2025: Disruptivní růst a odhalení nové generace solárního inženýrství

ByQuinn Parker