Inženjering perovskitnih fotovoltaika 2025.: Kako sljedeća generacija solarnih materijala ubrzava revoluciju čistih energija. Istražite rast tržišta, inovativne tehnologije i put do komercijalizacije.

Izvršni sažetak: Očekivanja za perovskitne fotovoltaike u 2025. godini
Veličina tržišta, stopa rasta i prognoze (2025–2030)
Ključni igrači i inicijative u industriji (npr. Oxford PV, Saule Technologies, NREL)
Tehnološke inovacije: Tandem ćelije, fleksibilni moduli i napredak u proizvodnji
Metrike performansi: Učinkovitost, stabilnost i standardi skalabilnosti
Pitanja opskrbnog lanca i sirovinskih materijala
Mileniji komercijalizacije i pilot projekti
Propisi, certifikacija i industrijski standardi (npr. IEC, IEEE)
Izazovi: Trajnost, toksičnost i bankabilnost
Buduće perspektive: Prodiranje na tržište, scenariji usvajanja i strateške preporuke
Izvori i reference

Izvršni sažetak: Očekivanja za perovskitne fotovoltaike u 2025. godini

Inženjering perovskitnih fotovoltaika predviđa značajan napredak u 2025. godini, pri čemu se sektor prebacuje s laboratorijskih otkrića na ranu komercijalnu primjenu. Perovskitne solarne ćelije (PSC) brzo su privukle pozornost zahvaljujući svojim visokim učinkovitim pretvorbama snage (PCE), materijalima niske cijene i kompatibilnosti s fleksibilnim i tandem arhitekturama. U 2024. godini, certificirane perovskitne ćelije s jednom jurišom premašile su 26% učinkovitosti, dok su tandem uređaji na bazi silicija i perovskita premašili 33%, sužavajući razliku u odnosu na tradicionalne silicijske fotovoltaike.

Ključni igrači u industriji ubrzavaju komercijalizaciju perovskitne tehnologije. Oxford PV, britansko-njemačka tvrtka, prednjači, najavivši prvu proizvodnu liniju perovskitnih tandem solarnih ćelija na bazi silicija u Njemačkoj. Njihova pilot tvornica očekuje se da će isporučivati module s učinkom iznad 28% u 2025. godini, ciljajući tržišta kućnih i komercijalnih krovova. Meyer Burger Technology AG, švicarski proizvođač, također je uložio u R&D perovskita s ciljem integracije perovskitnih slojeva u svoje module s visokom učinkovitošću.

U Aziji, Toshiba Corporation i Panasonic Corporation napreduju s perovskitnim mini-modulima i fleksibilnim solarnim panelima, s pilot projektima u tijeku za integrirane fotovoltaike u zgradama (BIPV) i prijenosne energetske primjene. U međuvremenu, Hanwha Solutions u Južnoj Koreji istražuje tandem ćelije silicij-perovskit za veliku komercijalnu primjenu, koristeći svoju postojeću bazu za proizvodnju silicija.

Unatoč ovim napretcima, preostaju izazovi u skaliranju proizvodnje perovskita, osobito u pogledu dugoročne stabilnosti, upravljanja olovom i uniformnosti procesa. Industrijska udruženja poput Helmholtz Association i Nacionalnog laboratorija za obnovljive izvore energije (NREL) koordiniraju napore za rješavanje tih pitanja, fokusirajući se na tehnike zatvaranja, alternativne materijale i akcelerirane testove starenja.

Gledajući unatrag na 2025. i dalje, prognoza za perovskitne fotovoltaike je optimistična. Prognoze industrije predviđaju prvu komercijalnu instalaciju perovskitno-silicijskih tandem modula, pri čemu će prvi volumeni biti ograničeni, ali se očekuje brzo povećanje kako se podaci o pouzdanosti akumuliraju. Sektor bi mogao vidjeti povećan investicijski interes u povećanju proizvodnje, razvoju opskrbnog lanca i procesima certifikacije. Ako se tehničke prepreke prevladaju, perovskitne fotovoltaike mogle bi igrati ključnu ulogu u postizanju globalnih ciljeva obnovljivih izvora energije, nudeći veće učinkovitosti i nove oblike u odnosu na postojeće tehnologije.

Veličina tržišta, stopa rasta i prognoze (2025–2030)

Sektor perovskitnih fotovoltaika (PV) predviđa značajnu ekspanziju između 2025. i 2030. godine, potaknut brzim napretkom u stabilnosti materijala, skalabilnoj proizvodnji i komercijalnim partnerstvima. U 2025. godini, tehnologija perovskitnih solarnih ćelija (PSC) prelazi s laboratorijskih otkrića na pilot i ranu komercijalnu proizvodnju, s nekolicinom vodećih industrijskih tvrtki i udruženja koja predvode ovu evoluciju.

U 2025. godini, globalno tržište perovskitnih PV-a ostaje mali dio ukupnog solarnog tržišta, ali se predviđa da će njegova stopa rasta nadmašiti onu konvencionalnih silicijskih fotovoltaika. Ključni igrači poput Oxford PV (Velika Britanija/Njemačka), pionira u perovskitno-silicijskim tandem ćelijama, najavili su povećanje svoje prve komercijalne proizvodne linije u Njemačkoj, ciljajući module s učinkovitošću iznad 25%. Meyer Burger Technology AG (Švicarska), veliki europski proizvođač PV-a, također je ušao u područje perovskita, surađujući na razvoju tandem ćelija i planirajući pilot proizvodnju. U Aziji, GCL Technology Holdings (Kina) i TCL (Kina) ulažu u R&D perovskita i pilot linije, s ciljem brzog komercijaliziranja uz korištenje svojih proizvodnih kapaciteta.

Prognoze za 2025.–2030. sugeriraju godišnju kumulativnu stopu rasta (CAGR) za instalacije perovskitnog PV-a koja će premašiti 30%, s potencijalom da globalna instalirana snaga dosegne nekoliko gigavata do 2030. godine. To je podržano potencijalom tehnologije za niskocjenovne, visoko učinkovite module i kompatibilnost s fleksibilnim i laganim supstratima. Industrijske mape puta organizacija kao što su Fraunhofer ISE (Njemačka) i Nacionalni laboratorij za obnovljive izvore energije (SAD) predviđaju da bi perovskitno-silicijski tandem moduli mogli postići komercijalne učinkovitosti od 28–30% do 2030. godine, nadmašujući praktične granice jednog juriša silicija.

Perspektiva tržišta dodatno je osnažena povećanim ulaganjem u povećanje proizvodnje i razvoj opskrbnog lanca. Oxford PV je osigurao partnerstva s etabliranim proizvođačima modula, dok Meyer Burger Technology AG integrira perovskitnu tehnologiju u svoj europski proizvodni ekosustav. Azijski konglomerati kao što su TCL i GCL Technology Holdings očekuju se da će ubrzati smanjenje troškova putem masovne proizvodnje.

Unatoč ovim pozitivnim trendovima, preostaju izazovi u povećanju proizvodnje, osiguravanju dugoročne stabilnosti i ispunjavanju standarda bankabilnosti. No, s obzirom na to da se glavni igrači u industriji obvezuju na komercijalizaciju, a pilot projekti su već u tijeku, perovskitni PV je postavljen da postane disruptivna sila na globalnom solarnom tržištu do kraja desetljeća.

Ključni igrači i inicijative u industriji (npr. Oxford PV, Saule Technologies, NREL)

Sektor perovskitnih fotovoltaika doživljava brzu industrijalizaciju, s nekoliko pionirskih tvrtki i istraživačkih institucija koje pokreću komercijalizaciju i tehnološki napredak do 2025. godine. Među najistaknutijima je Oxford PV, britansko-njemačka tvrtka poznata po svom vodstvu u perovskitno-silicijskim tandem solarnim ćelijama. Oxford PV je postigao certificirane svjetske rekorde učinkovitosti iznad 28% za svoje tandem module i u 2024. godini je najavio početak pilot proizvodnje u svojoj tvornici u Brandenburg, Njemačka. Mapa puta tvrtke cilja na gigavatsku proizvodnju u narednim godinama, s namjerom opskrbe visokoučinkovitim modulima za tržišta krovova i komunalnih usluga.

Drugi ključni igrač je Saule Technologies, sa sjedištem u Poljskoj, koja se fokusira na fleksibilne, lagane perovskitne solarne panele. Saule je razvila procese proizvodnje roll-to-roll i od 2021. godine operira pilot liniju za komercijalnu proizvodnju. Tvrtka cilja na integrirane fotovoltaike u zgradama (BIPV) i aplikacije Interneta stvari (IoT), s tekućim partnerstvima za uvođenje perovskitnih modula u stvarnom okruženju, kao što su uredske zgrade i javna infrastruktura.

U Aziji, Microquanta Semiconductor u Kini povećava proizvodnju perovskitnih modula, pokazavši velike module s učinkovitošću iznad 17%. Tvrtka ulaže u automatizirane proizvodne linije i nastoji doći do masovne proizvodnje do 2025. godine, fokusirajući se na domaća i međunarodna tržišta.

Na istraživačkom i standardizacijskom frontu, Nacionalni laboratorij za obnovljive izvore energije (NREL) u Sjedinjenim Državama ostaje globalni autoritet. NREL pruža neovisnu certifikaciju učinkovitosti perovskitnih ćelija i predvodi zajedničke projekte u cilju rješavanja pitanja stabilnosti, skalabilnosti i ekološke sigurnosti. Njihov rad podržava povjerenje u industriji i vodi regulatorne okvire za uvođenje perovskita.

Drugi značajni industrijski projekti uključuju Hanwha Solutions (majku Q CELLS), koja ulaže u R&D perovskitno-silicijske tandem tehnologije, te Toray Industries u Japanu, koja razvija napredne materijale za zatvaranje kako bi poboljšala trajnost perovskitnih modula. Osim toga, First Solar najavio je istraživačke projekte o integraciji perovskita s tehnologijama tankog filma.

Gledajući unaprijed, očekuje se da će sljedećih nekoliko godina donijeti prve komercijalne primjene perovskitnih modula na tržištima nišnih i glavnih struja, s vodećim industrijskim igračima koji povećavaju proizvodnju i formiraju strateška partnerstva. Perspektiva sektora je potpomažena kontinuiranim poboljšanjima u učinkovitosti, stabilnosti i mogućnosti proizvodnje, postavljajući perovskitne fotovoltaike kao transformativnu tehnologiju u globalnoj solarnoj industriji.

Tehnološke inovacije: Tandem ćelije, fleksibilni moduli i napredak u proizvodnji

Područje inženjeringa perovskitnih fotovoltaika doživljava brzu tehnološku inovaciju, osobito u područjima arhitekture tandem ćelija, razvoja fleksibilnih modula i skalabilnih proizvodnih procesa. Od 2025. godine, ti napretci pomiču perovskitne solarne ćelije (PSC) bliže komercijalnoj održivosti i velikoj primjeni.

Tandem solarne ćelije, koje stavljaju perovskitne slojeve na etablirane silicijske ćelije, prednjače u napretku učinkovitosti. Korištenjem komplementarnih spektra apsorpcije perovskita i silicija, ti tandem uređaji nadmašuju granice učinkovitosti ćelija s jednim jurišem tradicionalnih silicijskih fotovoltaika. U 2023. godini postignuta je najučinkovitija registracija novog svjetskog rekorda od 33,9% za tandem ćeliju silicij-perovskit, a vodeći proizvođači ciljaju komercijalne module s učinkovitošću iznad 30% do 2025. godine. Oxford PV, britansko-njemačka tvrtka koja je isključena s Univerziteta u Oxfordu, pionir je u ovom području, operirajući pilot liniju u Njemačkoj i planirajući povećanje proizvodnje za komercijalnu primjenu. Njihova tehnološka mapa puta ima za cilj isporuku tandem modula s visokom učinkovitošću i poboljšanom stabilnošću, rješavajući dva od glavnih izazova u perovskitnom PV-u.

Fleksibilni perovskitni moduli predstavljaju još jednu značajnu inovaciju, omogućavajući lagane, savitljive, pa čak i poluprozirne solarne panele. Ovi su posebno privlačni za integrirane fotovoltaike u zgradama (BIPV), prijenosnu energiju i aplikacije gdje tradicionalni kruti paneli nisu prikladni. Tvrtke poput Saule Technologies u Poljskoj komercijaliziraju fleksibilne perovskitne module koristeći inkjet štampanje i roll-to-roll proizvodnju. Njihove pilot proizvodne linije već opskrbljuju demonstracijske projekte za pametne zgrade i IoT uređaje, s planovima za proširenje kapaciteta i ponude proizvoda u narednim godinama.

Na području proizvodnje, prijelaz s laboratorijske obrade na industrijsku proizvodnju predstavlja kritični fokus. Skalabilne tehnike depozicije—kao što su slot-die premaz, premazivanje oštricom i isparavanje—se optimiziraju za uniformnost, propusnost i troškovnu učinkovitost. Hanwha Solutions, veliki globalni proizvođač solarnih panela, najavio je R&D inicijative za integraciju perovskitnih slojeva u svoje proizvodne linije, što pokazuje rastući interes etabliranih industrijskih igrača. U međuvremenu, First Solar prati razvoj perovskita kao dio svoje šire strategije tehnologije tankih filmova, iako se za sada i dalje fokusira na kadmij tellurid.

Gledajući unaprijed, očekuje se da će sljedećih nekoliko godina donijeti prve komercijalne instalacije perovskitno-silicijskih tandem modula, širu primjenu fleksibilnih perovskitnih proizvoda i daljnja poboljšanja u skalabilnosti proizvodnje i dugovječnosti uređaja. Kako ove inovacije sazrijevaju, perovskitne fotovoltaike su postavljene da igraju značajnu ulogu u globalnom prijelazu na obnovljive izvore energije.

Metrike performansi: Učinkovitost, stabilnost i standardi skalabilnosti

Inženjering perovskitnih fotovoltaika brzo je napredovao, a 2025. godina označava prekretnicu za metrike performansi, osobito u pogledu učinkovitosti, stabilnosti i skalabilnosti. Sektor svjedoči prijelazu s laboratorijskih otkrića na industrijsku primjenu, potaknut kako etabliranim solarim proizvođačima tako i specijaliziranim perovskitnim inovatorima.

Učinkovitost ostaje najvidljivija mjerila. U 2024. godini, perovskitno-silicijske tandem ćelije nadmašile su 33% certificirane učinkovitosti pretvorbe snage (PCE) u laboratorijskim uvjetima, što su potvrdili vodeći istraživački konzorciji i proizvođači. Oxford PV, britansko-njemačka tvrtka, bila je na čelu, izvjestivši o certificiranim učinkovitostima tandem ćelija iznad 28% na pilot proizvodnim linijama i ciljajući komercijalne module koji nadmašuju 30% PCE do 2025. godine. Slično tome, Meyer Burger Technology AG, švicarski proizvođač fotovoltaika, najavio je planove za integraciju perovskitne tandem tehnologije u svoju proizvodnu mapu, s ciljem visoko učinkovitih modula za europsko tržište.

Stabilnost, koja je historijski bila izazov za perovskitne solarne ćelije, sada je centralna točka fokusa. Nedavni napredak u zatvaranju, inženjeringu kompozanata i modifikaciji sučelja produžio je operativne životne vijeke. First Solar, Inc., dok je prvenstveno poznat po tankofilm modulima CdTe, uložio je u istraživanje perovskita, naglašavajući potrebu za 25-godišnjom operativnom stabilnošću kako bi zadovoljili zahtjeve komunalnih usluga. Cilj industrije je postići manje od 10% gubitka performansi tijekom 20–25 godina, s nekoliko pilot projekata na koje se u 2025. godini želi validirati ovi podaci u uvjetima stvarnih stipulacija.

Standardi skalabilnosti se postavljaju dok pilot linije prelaze u gigavatsku proizvodnju. Hanwha Solutions, kroz svoj odjel Q CELLS, najavio je suradnje na razvoju skalabilnih perovskitno-silicijskih tandem modula, koristeći postojeću silicijsku infrastrukturu. Fokus je na roll-to-roll obradi i tehnikama premazivanja velikih površina, s ciljem smanjenja troškova proizvodnje ispod 0,20 USD/Watt do 2027. godine. Oxford PV pokreće proizvodnu liniju od 100 MW u Njemačkoj, s ciljem opskrbe komercijalnim modulima za krovne i komunalne primjene do kraja 2025. godine.

Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina svjedočit će prijelazu perovskitnih fotovoltaika od demonstracija do primjene. Industrijski standardi za 2025. uključuju učinkovitosti modula iznad 25%, certificiranu stabilnost za više od 20 godina, i prve komercijalne instalacije u velikom mjerilu. Perspektiva sektora je osnažena snažnim investicijama kako etabliranih igrača, tako i novih sudionika, s jasnom putanjom prema mainstream usvajanju i integraciji u globalne opskrbne lance solarne energije.

Pitanja opskrbnog lanca i sirovinskih materijala

Opskrbni lanac za inženjering perovskitnih fotovoltaika (PV) brzo se razvija dok tehnologija pristupa komercijalnoj održivosti u 2025. godini. Za razliku od tradicionalnih solarnih ćelija na bazi silicija, perovskitni PV oslanja se na jedinstven skup sirovina, uključujući olovne ili kositrene halide, organske katjone i specijalizirane transportne slojeve. Nabava, obrada i skalabilnost ovih materijala ključni su za kratkoročnu perspektivu sektora.

Ključna prednost perovskitnih PV-a je njihov potencijal za proizvodnju pri niskim temperaturama, što može smanjiti energetsku potrošnju i omogućiti roll-to-roll proizvodnju. Ova fleksibilnost omogućuje širi spektar dobavljača i proizvodnih geografija u usporedbi s visoko konsolidiranim opskrbnim lancem silicija. Ipak, sektor se suočava s izazovima u osiguravanju sirovina visoke čistoće u velikim količinama. Na primjer, opskrba olovnog jodida i formamidinium soli mora zadovoljiti stroge standarde čistoće kako bi osigurali stabilnost i učinkovitost uređaja. Tvrtke poput Oxford PV i Saule Technologies aktivno razvijaju vlastite opskrbne lance i surađuju s kemijskim proizvođačima kako bi osigurali pouzdane izvore ovih materijala.

Još jedno kritično pitanje je ekološka i regulatory nadzora koja okružuje korištenje olova u perovskitnim formulacijama. Iako je stvarni sadržaj olova po vatu znatno niži nego u drugim primjenama, industrija proaktivno razvija protokole za reciklažu i istražuje alternative bez olova. Organizacije kao što su imec surađuju s partnerima u opskrbnim lancima kako bi uspostavile zatvorene sustave za oporabu materijala i minimiziranje otpada.

Materijali za zatvaranje i barijere potrebni za zaštitu perovskitnih slojeva od vlage i kisika također su fokus opskrbnog lanca. Napredne polimere i fleksibilne supstrate osiguravaju specijalizirani kemijski dobavljači, pri čemu tvrtke poput Dow i DuPont nude stručnost u materijalima za skalabilnu proizvodnju modula.

Gledajući u sljedeće nekoliko godina, opskrbni lanac perovskitnog PV-a očekuje se da će postati sve raznolikiji i zreliji, s povećanim ulaganjem u obradu sirovih materijala i infrastrukturu za reciklažu. Strateška partnerstva između perovskitnih inovatora i etabliranih kemijskih i materijalnih kompanija vjerojatno će ubrzati prijelaz s pilot-skale na gigavatsku proizvodnju. Kako se više sudionika uključi na tržište, otpornost opskrbnog lanca i održivost postat će ključne diferencijacije, oblikujući konkurentski pejzaž inženjeringa perovskitnih fotovoltaika do 2025. i dalje.

Mileniji komercijalizacije i pilot projekti

Komercijalizacija perovskitne fotovoltačne (PV) tehnologije brzo napreduje u 2025. godini, obilježena nizom značajnih milenija i pilot projekata koje pokreću kako etablirani proizvođači solarnih panela, tako i inovativne start-up tvrtke. Perovskitne solarne ćelije, poznate po svojoj visokoj učinkovitosti i niskoj cijeni izrade, prelaze s laboratorijskih otkrića na primjenu u stvarnom svijetu, pri čemu nekoliko kompanija najavljuje pilot proizvodne linije i početne komercijalne module.

Jedan od najistaknutijih igrača, Oxford Photovoltaics, bio je na čelu razvoja perovskitno-silicijskih tandem ćelija. U 2024. godini, tvrtka je najavila puštanje svoje pilot linije u Njemačkoj, ciljajući na komercijalne isporuke modula u 2025. godini. Njihove tandem ćelije su demonstrirale certificirane učinkovitosti iznad 28%, značajnog skoka u odnosu na konvencionalne silicijske module. Suradnja Oxford PV-a s etabliranim proizvođačima silicija očekuje se da će olakšati integraciju perovskitnih slojeva u postojeće proizvodne linije te ubrzati ulazak na tržište.

U Aziji, Microquanta Semiconductor pokrenula je pilot proizvodnu tvornicu u Kini, fokusirajući se na velike površinske perovskitne module. Tvrtka je izvijestila o uspješnoj instalaciji perovskitnih demonstracijskih projekata na komercijalnim krovovima, s modulima koji su postigli stabilnost u vanjskim radnim uvjetima preko 1,000 sati. Mapa puta Microquanta uključuje povećanje kapaciteta do razine gigavata do 2026. godine, što pokazuje snažno povjerenje u održivost tehnologije u bliskoj budućnosti.

U međuvremenu, Hanwha Solutions, veliki globalni proizvođač solarnih panela, najavio je ulaganja u R&D i pilot projekte usmjerene ka integraciji perovskitne tehnologije u svoju Q CELLS liniju proizvoda. Napori Hanwhe usmjereni su na poboljšanje trajnosti i mogućnosti proizvodnje perovskitno-silicijskih tandem modula, a terenske probe su u tijeku ni u Europi ni u Južnoj Koreji. Sudjelovanje tvrtke smatra se ključnim pokazateljem usvajanja u glavnim strujama industrije.

Ostale značajne inicijative uključuju Saule Technologies u Poljskoj, koja je implementirala fleksibilne perovskitne module za integrirane fotovoltaike u zgradama (BIPV) i primjene IoT-a. Njihovi pilot projekti u komercijalnim zgradama i javnoj infrastrukturi pokazuju svestranost perovskitnog PV-a izvan tradicionalnih solarnih farmi.

Gledajući unaprijed, očekuje se da će sljedećih nekoliko godina svjedočiti prvom velikom komercijalnom uvođenju perovskitnih modula, s industrijskim liderima koji ciljaju na životne vijeke modula iznad 20 godina i konkurentne razine troškova električne energije (LCOE). Uspjeh ovih pilot projekata i rane komercijalizacije bit će ključni za uspostavljanje perovskitnih fotovoltaika kao mainstream obnovljive energetske tehnologije do kasnih 2020-ih.

Propisi, certifikacija i industrijski standardi (npr. IEC, IEEE)

Regulatorno okruženje za inženjering perovskitnih fotovoltaika (PV) brzo se razvija dok tehnologija pristupa komercijalnoj zrelosti u 2025. godini. Povijesno, perovskitne solarne ćelije suočavale su se s izazovima u ispunjavanju utvrđenih certifikacijskih i sigurnosnih standarda, kao što su oni koje postavlja Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC) i Institut inženjera elektrike i elektronike (IEEE), zbog svojih jedinstvenih svojstava materijala i problema sa stabilnošću. Međutim, posljednjih godina zabilježen je značajan napredak u razvoju robusnih perovskitnih modula i prilagodbi regulatornih okvira radi prilagodbe ovim inovacijama.

IEC, kroz svoju Tehničku komisiju 82, aktivno radi na ažuriranju i proširenju standarda kako bi zadovoljio specifične potrebe perovskitnog PV-a. Najrelevantniji standardi uključuju IEC 61215 (za dizajnersku kvalifikaciju i tip odobrenje) i IEC 61730 (za sigurnosnu kvalifikaciju), od kojih su oba u pregledu kako bi se osigurala primjenjivost na uređaje na bazi perovskita. U 2024. godini, nekoliko pilot projekata u Europi i Aziji uspješno je završilo testiranje pre-certifikacije prema izmijenjenim IEC protokolima, demonstrirajući poboljšanu stabilnost i sigurnosne profile za perovskitne module. Ovaj napredak se očekuje da će kulminirati formaliziranim, specifičnim amandmanima o perovskitu na IEC standarde do kraja 2025. godine.

Industrijska udruženja i vodeći proizvođači igraju ključnu ulogu u oblikovanju ovih standarda. Oxford PV, britansko-njemačka tvrtka koja je na čelu perovskitno-silicijske tandem tehnologije, aktivno surađuje s tijelima za certifikaciju kako bi potvrdila dugoročnu pouzdanost svojih modula. Slično tome, Microquanta Semiconductor u Kini i Saule Technologies u Poljskoj sudjeluju u međunarodnim radnim grupama kako bi osigurali da se novi standardi odražavaju na stvarnosti velikog razmjera proizvodnje i uvođenja perovskita.

IEEE također doprinosi procesu standardizacije, posebno kroz svoj Odbor za standardizaciju fotovoltaike, koji razmatra nove smjernice za mjerenje performansi i akcelerirane testove starenja prilagođene perovskitnim materijalima. Ove napore dopunjuju inicijative Nacionalnog laboratorija za obnovljive izvore energije (NREL) u Sjedinjenim Državama, koji pruža referentne podatke i test protokole za podršku globalnoj harmonizaciji zahtjeva za certifikaciju.

Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina bit će ključne za uspostavljanje univerzalno priznatih puteva certifikacije za perovskitni PV. Kako se više proizvođača, poput Hanwha Solutions i First Solar, istražuje integraciju perovskita, očekuje se široko prihvaćenje ažuriranih IEC i IEEE standarda u industriji. Ova regulatorna jasnoća trebala bi ubrzati bankabilnost, prihvaćenost osiguranja i velike primjene perovskitnih fotovoltaika, pozicionirajući tehnologiju za značajan tržišni utjecaj do kasnih 2020-ih.

Izazovi: Trajnost, toksičnost i bankabilnost

Inženjering perovskitnih fotovoltaika napravio je značajne uspjehe u učinkovitosti i skalabilnosti, ali se sektor suočava s upornim izazovima u pogledu trajnosti, toksičnosti i bankabilnosti dok prolazi kroz 2025. i u nadolazeće godine. Najhitnija tehnička prepreka ostaje dugoročna stabilnost perovskitnih solarnih ćelija (PSC) pod uvjetima stvarnog rada. Iako su laboratorijski uređaji postigli učinkovitosti pretvorbe snage preko 25%, ovi rezultati često se naglo pogoršavaju kada su izloženi vlazi, kisiku, toplini i ultraljubičastom svjetlu. Vodeći proizvođači i istraživački konzorciji, poput Oxford PV i First Solar, snažno investiraju u tehnologije zatvaranja i inženjeringu kompozanata kako bi se suočili s ovim pitanjima. Na primjer, Oxford PV je izvijestio o napretku u tandem silicij-perovskit modulima s poboljšanim operativnim životnim vijekom, ali komercijalne jamstvene obveze su još uvijek slabije od onih uspostavljenih silicijskih PV modula.

Toksičnost, osobito zbog korištenja olova u najučinkovitijim formulacijama perovskita, ostaje značajna briga za regulatore i investitore. Europska unija i druge jurisdikcije pažljivo prate ekološki utjecaj curenja olova tijekom proizvodnje, rada i odlaganja na kraju životnog vijeka. Tvrtke poput Solaronix i Hunt Perovskite Technologies aktivno razvijaju alternative bez olova ili s smanjenim sadržajem olova, ali ove još uvijek nisu dostigle performanse i stabilnost svojih olovnih kolega. Industrija također istražuje robustne strategije reciklaže i zadržavanja kako bi ublažila potencijalne ekološke rizike, što će biti ključno za regulatorno odobrenje i javnu prihvaćenost.

Bankabilnost—povjerenje investitora i zajmodavaca u dugoročnu financijsku održivost perovskitnih PV projekata—ostaje barijera za velike primjene. Nedostatak opsežnih terenskih podataka o performansama perovskitnih modula i stopama degradacije pod raznolikim klimatskim uvjetima otežava financijskim institucijama procjenu rizika. Industrijske grupe poput Međunarodne radne skupine za osiguranje kvalitete fotovoltaike rade na uspostavljanju standardiziranih testnih protokola i kriterija pouzdanosti prilagođenih perovskitnim tehnologijama. U međuvremenu, etablirani proizvođači solarnih panela poput JinkoSolar i Trina Solar pažljivo prate razvoj perovskita, dok neki započinju pilot projekte kako bi procijenili integraciju s postojećim silicijskim linijama.

Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina bit će ključne za perovskitni PV. Uspjeh će ovisiti o demonstraciji robusnog životnog vijeka modula, rješavanju problema toksičnosti kroz inovacije u materijalima ili reciklažu, te izgradnji dosjea pouzdane terenske izvedbe. Tek tada će perovskitne fotovoltaike postići bankabilnost potrebnu za mainstream prihvaćanje i primjenu na gigavatskoj skali.

Buduće perspektive: Prodiranje na tržište, scenariji usvajanja i strateške preporuke

Perspektiva za inženjering perovskitnih fotovoltaika (PV) u 2025. i sljedećim godinama obilježena je prijelazom s laboratorijskih otkrića na ranu komercijalnu primjenu. Perovskitne solarne ćelije (PSC) pokazale su brze napretke u učinkovitosti pretvorbe snage (PCE), s certificiranim uređajima s jednim jurišem koji sada premašuju 25% u laboratorijskim uvjetima. Sljedeća faza usredotočuje se na povećanje proizvodnje, poboljšanje dugoročne stabilnosti i integriranje perovskitne tehnologije u glavna solarna tržišta.

Nekoliko tvrtki je na čelu ove tranzicije. Oxford Photovoltaics, britansko-njemačka tvrtka, prepoznata je kao lider u perovskitno-silicijskoj tandem tehnologiji. U 2023. godini Oxford PV najavio je puštanje svoje prve linije za proizvodnju u velikim količinama u Njemačkoj, s ciljem komercijalnih modula s učinkovitostima iznad 27%. Tvrtka planira opskrbiti svoje prve komercijalne proizvode tržištu u 2025. godini, fokusirajući se na partnerstva s etabliranim proizvođačima silicija PV-a kako bi ubrzala usvajanje.

Još jedan ključni igrač, Microquanta Semiconductor u Kini, izvijestio je o pilot-skalu proizvodnje perovskitnih modula i radi na povećanju kapaciteta do gigavatske razine proizvodnje. Njihova mapa puta uključuje primjenu perovskitnih modula u integriranim fotovoltaikama u zgradama (BIPV) i komunalnim projektima, s terenskim testovima u tijeku za validaciju trajnosti i performansi.

U Sjedinjenim Državama, First Solar—dok se prvenstveno fokusira na tehnologiju tankog filma kadmij tellurida (CdTe)—ulagao je u istraživačke suradnje koje istražuju perovskitne tandem arhitekture, što signalizira rastući interes etabliranih proizvođača PV-a za hibridne i sljedeće generacije dizajne ćelija.

Industrijska tijela poput Udruge industrije solarne energije (SEIA) i Međunarodne energetske agencije (IEA) istaknula su perovskitni PV kao ključnu inovacijsku oblast za sljedeće desetljeće, s potencijalom za smanjenje troškova i proširenje prihvaćanja solarne energije na nova tržišta. Tehnološke mape IEA predviđaju da bi perovskitni moduli mogli početi stjecati mjerljiv udio u novim solarnih instalacijama do kasnih 2020-ih, što će ovisiti o uspješnoj komercijalizaciji i bankabilnosti.

Prodiranje na tržište: Početno usvajanje očekuje se u premium krovnim, BIPV i segmentima nadogradnje tandem tehnologija, gdje viša učinkovitost opravdava rane troškove. Šire komunalno uvođenje ovisit će o demonstriranoj stabilnosti i konkurentnoj razini troškova električne energije (LCOE).
Scenariji usvajanja: Strateška partnerstva između perovskitnih inovatora i etabliranih proizvođača silicijskih modula vjerojatno će ubrzati ulazak na tržište. Rani pilot projekti vlade i komunalnih usluga bit će ključni za validaciju performansi i smanjenje rizika ulaganja.
Strateške preporuke: Tvrtke bi trebale dati prioritet robusnom terenskom ispitivanju, transparentnim podacima o performansama i razvoju opskrbnog lanca. Donosioci politike mogu podržati usvajanje kroz ciljane poticaje za sljedeću generaciju PV-a i pojednostavljene putove certifikacije.

Sveukupno, 2025. godina označava prekretnicu za inženjering perovskitnog PV-a, s prvim komercijalnim uvođenjima koje postavljaju temelje za širu usvojenost i tehnološku zrelost u narednim godinama.

Izvori i reference

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

Watch this video on YouTube

Perovskitne fotonaponske ćelije 2025: Disruptivni rast i otkrivanje solarnog inženjeringa nove generacije

ByQuinn Parker