Инженерия перовскитных фотоэлектрических элементов в 2025 году: как материалы нового поколения для солнечной энергии ускоряют революцию в области чистой энергии. Исследуйте рост рынка, прорывные технологии и дорожную карту к коммерциализации.

Резюме: Прогнозы по перовскитным фотоэлектрическим элементам на 2025 год
Размер рынка, темпы роста и прогнозы (2025–2030)
Ключевые игроки и инициативы в отрасли (например, Oxford PV, Saule Technologies, NREL)
Технологические инновации: тендемные ячейки, гибкие модули и достижения в производстве
Показатели производительности: эффективность, стабильность и масштабируемость
Цепочка поставок и характеристики сырьевых материалов
Этапы коммерциализации и пилотные проекты
Регуляторные, сертификационные и отраслевые стандарты (например, IEC, IEEE)
Проблемы: долговечность, токсичность и банковская доступность
Будущие перспективы: проникновение на рынок, сценарии принятия и стратегические рекомендации
Источники и ссылки

Резюме: Прогнозы по перовскитным фотоэлектрическим элементам на 2025 год

Инженерия перовскитных фотоэлектрических элементов готова к значительным достижениям в 2025 году, когда сектор переходит от открытий на лабораторном уровне к раннему коммерческому развертыванию. Перовскитные солнечные элементы (PSC) быстро привлекли внимание благодаря высокой эффективности преобразования энергии (PCE), низкой стоимости материалов и совместимости с гибкими и тендемными архитектурами. В 2024 году сертифицированные односмесевые перовскитные элементы превысили 26% эффективности, а тендемные устройства на основе кремния и перовскита превысили 33%, сокращая разрыв с традиционной солнечной энергетикой на основе кремния.

Ключевые игроки отрасли ускоряют коммерциализацию перовскитной технологии. Oxford PV, компания из Великобритании и Германии, находится на переднем плане, объявив о запуске первой в мире производственной линии для тендемных солнечных элементов на основе перовскита и кремния в Германии. Их пилотный производственный объект ожидает поставки модулей с эффективностью выше 28% в 2025 году, ориентируясь на рынки жилых и коммерческих крыш. Meyer Burger Technology AG, швейцарский производитель, также инвестирует в исследования и разработки перовскита, стремясь интегрировать перовскитные слои в свои высокоэффективные солнечные модули гетероперехода.

В Азии Toshiba Corporation и Panasonic Corporation продвигают мини-модули на основе перовскита и гибкие солнечные панели, осуществляя пилотные проекты для интегрированных фотоэлектрических систем (BIPV) и портативных энергетических приложений. Тем временем Hanwha Solutions в Южной Корее исследует тендемные ячейки на основе перовскита и кремния для развертывания на крупных энергетических объектах, используя свою уже установленную базу для производства солнечных элементов на основе кремния.

Несмотря на эти достижения, остаются проблемы с масштабированием производства перовскита, особенно в отношении долгосрочной стабильности, управления свинцом и однородности процессов. Промышленные консорциумы, такие как Ассоциация Гельмгольца и Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL), координируют усилия по решению этих вопросов, сосредоточившись на методах капсуляции, альтернативных материалах и ускоренных Aging-тестах.

Смотря вперед к 2025 году и позже, перспективы для перовскитных фотоэлектрических элементов остаются оптимистичными. Прогнозы отрасли предполагают, что первые коммерческие установки тендемных модулей на основе перовскита и кремния будут ограничены в начальных объемах, но ожидается их быстрое развитие по мере накопления данных о надежности. Сектор, вероятно, увидит увеличение инвестиций в масштабирование производства, развитие цепочки поставок и процессы сертификации. Если технические барьеры будут преодолены, перовскитные фотоэлектрические элементы могут сыграть ключевую роль в достижении глобальных целей в области возобновляемой энергии, предлагая более высокую эффективность и новые формы по сравнению с существующими технологиями.

Размер рынка, темпы роста и прогнозы (2025–2030)

Сектор перовскитной фотоэлектрической энергии (PV) готов к значительному расширению между 2025 и 2030 годами, чему способствует быстрое развитие стабильности материалов, масштабируемого производства и коммерческих партнерств. По состоянию на 2025 год технологии солнечных элементов на основе перовскита (PSC) переходят от лабораторных открытий к пилотному и раннему коммерческому производству, при этом несколько лидеров отрасли и консорциумов ведут эту эволюцию.

В 2025 году глобальный рынок перовскитной фотоэлектрической энергии остается небольшой долей общего солнечного рынка, но его темпы роста прогнозируются значительно выше темпов традиционной солнечной энергетики на основе кремния. Ключевые игроки, такие как Oxford PV (Великобритания/Германия), пионеры в производстве тендемных ячеек на основе перовскита и кремния, объявили о наращивании своей первой коммерческой производственной линии в Германии, нацеливаясь на эффективность модулей выше 25%. Meyer Burger Technology AG (Швейцария), один из крупнейших европейских производителей солнечной энергии, также вошел в сектор перовскита, сотрудничая по разработке тендемных ячеек и планируя пилотное производство. В Азии компании GCL Technology Holdings (Китай) и TCL (Китай) инвестируют в R&D и пилотные линии в области перовскита, намереваясь использовать свои мощности для быстрого коммерциализации.

Прогнозы на 2025-2030 годы предполагают среднегодовой темп роста (CAGR) установок перовскита PV, превышающий 30%, с глобальной установленной мощностью, потенциально достигающей нескольких гигаватт к 2030 году. Это подкрепляется потенциалом технологии для низкозатратных, высокоэффективных модулей и совместимостью с гибкими и легкими подложками. Дорожные карты отрасли от организаций, таких как Fraunhofer ISE (Германия) и Национальная лаборатория возобновляемой энергии (США), предсказывают, что тендемные модули на основе перовскита и кремния могли бы достичь коммерческой эффективности 28–30% к 2030 году, превосходя практические пределы односмесевого кремния.

Перспективы рынка дополнительно укрепляются увеличением инвестиций в масштабирование производства и развитие цепочки поставок. Oxford PV заключила партнерские соглашения с устоявшимися производителями модулей, в то время как Meyer Burger Technology AG интегрирует технологию перовскита в свою европейскую производственную экосистему. Азиатские конгломераты, такие как TCL и GCL Technology Holdings, ожидаются, что ускорят снижение затрат через массовое производство.

Несмотря на эти позитивные тенденции, остаются вызовы в масштабировании производства, обеспечении долгосрочной стабильности и соблюдении стандартов банковской доступности. Однако с тем, как ключевые игроки отрасли нацеливаются на коммерциализацию и пилотные проекты уже в стадии реализации, перовскитная PV может стать дразнящей силой на глобальном солнечном рынке к концу десятилетия.

Ключевые игроки и инициативы в отрасли (например, Oxford PV, Saule Technologies, NREL)

Сектор перовскитной фотоэлектрической энергии находится на пути к быстрой индустриализации, с рядом пионерских компаний и исследовательских учреждений, способствующих коммерциализации и технологическому прогрессу по состоянию на 2025 год. Одним из самых заметных игроков является Oxford PV, компания из Великобритании и Германии, признанная лидером в производстве тендемных солнечных элементов на основе перовскита и кремния. Oxford PV достигла сертифицированной мировой рекордной эффективности выше 28% для своих тендемных модулей и в 2024 году объявила о запуске пилотного производства на своем заводе в Бранденбурге, Германия. Дорожная карта компании нацелена на производство в масштабах гигабата в ближайшие несколько лет, с целью поставлять высокоэффективные модули как для крыш, так и для коммерческих рынков.

Другим ключевым игроком является Saule Technologies, расположенная в Польше, которая сосредоточена на гибких и легких солнечных панелях из перовскита. Saule разработала технологии производства «roll-to-roll» и с 2021 года ведет пилотное производство для коммерческих нужд. Компания нацелена на интеграцию перовскитных элементов в строительные фотоэлектрические системы (BIPV) и приложения Интернета вещей (IoT), с продолжающимися партнерствами для развертывания модулей перовскита в реальных условиях, таких как офисные здания и общественная инфраструктура.

В Азии, Microquanta Semiconductor в Китае масштабирирует производство модулей на основе перовскита, продемонстрировав крупноформатные модули с эффективностью выше 17%. Компания инвестирует в автоматизированные производственные линии и стремится к масштабному производству к 2025 году, ориентируясь на внутренние и международные рынки.

Научно-исследовательская и стандартизационная область, Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) в Соединенных Штатах остается мировым авторитетом. NREL предоставляет независимую сертификацию эффективности ячеек перовскита и ведет совместные проекты по решению проблем стабильности, масштабируемости и экологической безопасности. Их работа укрепляет доверие отрасли и служит основой для регуляторных рамок для внедрения перовскита.

Другие значимые инициативы в отрасли включают Hanwha Solutions (родитель Q CELLS), которая investирует в исследование и разработку тендемных ячеек на основе перовскита и кремния; и компанию Toray Industries в Японии, которая разрабатывает передовые материалы для капсуляции с целью улучшения долговечности модулей на основе перовскита. Кроме того, First Solar объявила о проведении исследовательских работ по интеграции перовскита с их технологиями тонкопленочных материалов.

Судя по всему, в следующие несколько лет ожидается, что первые коммерческие развертывания модулей на основе перовскита появятся в нишевых и массовых рынках, с масштабированием производства и формированием стратегических партнерств между лидерами отрасли. Перспективы сектора поддерживаются продолжающимися улучшениями в эффективности, стабильности и производственных возможностях, что позиционирует перовскитные фотоэлектрические элементы как революционную технологию в глобальной солнечной индустрии.

Технологические инновации: тендемные ячейки, гибкие модули и достижения в производстве

Сфера инженерии перовскитных фотоэлектрических элементов переживает быстрое технологическое развитие, особенно в области проектирования тендемных ячеек, разработки гибких модулей и масштабируемых процессов производства. По состоянию на 2025 год эти достижения приближают солнечные элементы на основе перовскита (PSC) к коммерческой жизнеспособности и крупноформатному развертыванию.

Тандемные солнечные элементы, которые накладывают слои перовскита поверх существующих кремниевых ячеек, находятся на переднем плане прорывов в эффективности. Используя дополнительные спектры поглощения перовскита и кремния, эти тандемные устройства превзошли пределы эффективности одиночного перехода традиционных солнечных панелей на основе кремния. В 2023 году была достигнута сертифицированная мировая рекордная эффективность в 33.9% для тандемной ячейки на основе перовскита и кремния, и ведущие производители нацеливаются на коммерческие модули с эффективностью выше 30% к 2025 году. Oxford PV, компания из Великобритании и Германии, производная от Оксфордского университета, является пионером в этой области, работающей в пилотной линии в Германии и планирующей увеличить производство для коммерческого развертывания. Их технологическая дорожная карта нацелена на поставку тендемных модулей как с высокой эффективностью, так и с улучшенной стабильностью, что решает две основные проблемы перовскитных фотоэлектрических элементов.

Гибкие модули на основе перовскита представляют собой еще одну важную инновацию, позволяя создавать легкие, гибкие и даже полупрозрачные солнечные панели. Эти панели особенно привлекательны для интегрированных фотоэлектрических систем (BIPV), портативной энергии и приложений, где традиционные жесткие панели не подходят. Такие компании, как Saule Technologies в Польше, коммерциализируют гибкие модули на основе перовскита, используя технологии инжекции чернил и производство «roll-to-roll». Их пилотные линии уже поставляют демонстрационные проекты для умных зданий и устройств IoT, с планами по расширению производственных мощностей и ассортименту продукции в ближайшие годы.

Что касается производства, критическим направлением является переход от производства на лабораторном уровне к промышленному масштабированию. Оптимизация масштабируемых методов нанесения, таких как слот-дие-коатинг, ножевой коатинг и паровая конденсация, проводится для достижения однородности, пропускной способности и экономической эффективности. Hanwha Solutions, крупный мировой производитель солнечных систем, объявила о развитии исследований и разработок для интеграции слоев перовскита в свои производственные линии, что сигнализирует о растущем интересе со стороны устоявшихся игроков в отрасли. Тем временем First Solar следит за развитием перовскита как частью своей более широкой стратегии в области тонкопленочных технологий, хотя и продолжает сосредотачиваться на кадмиевом теллуре в данный момент.

Смотрим в будущее, в следующие несколько лет ожидается, что появятся первые коммерческие установки модулей на основе перовскита и кремния, более широкое внедрение гибких перовскитных продуктов и дальнейшие улучшения в масштабируемости производства и долговечности устройств. По мере созревания этих инноваций перовскитные фотоэлектрические элементы готовы сыграть значительную роль в глобальном переходе на возобновляемые источники энергии.

Показатели производительности: эффективность, стабильность и масштабируемость

Инженерия перовскитных фотоэлектрических элементов быстро продвигается, и 2025 год станет ключевым годом для показателей производительности, особенно в области эффективности, стабильности и масштабируемости. Сектор наблюдает переход от прорывов на лабораторном уровне к развертыванию на индустриальном уровне, движимому как устоявшимися производителями солнечной энергии, так и специализированными инноваторами перовскита.

Эффективность остается наиболее заметным показателем. В 2024 году тандемные ячейки на основе перовскита и кремния превысили 33% сертифицированной эффективности преобразования энергии (PCE) в лабораторных условиях, что стало важной вехой, подтвержденной ведущими исследовательскими консорциумами и производителями. Oxford PV является пионером в этой сфере, сообщая о сертифицированных показателях эффективности своих тандемных ячеек выше 28% на пилотных производственных линиях и нацеливаясь на коммерческие модули, превышающие 30% PCE к 2025 году. Похожим образом Meyer Burger Technology AG, швейцарский производитель фотоэлектрических элементов, объявил о планах интегрировать технологию тандемного перовскита в свою продукцию, нацеливаясь на высокоэффективные модули для европейского рынка.

Стабильность, исторически представляющая собой проблему для солнечных элементов на основе перовскита, теперь занимает центральное место. Новейшие достижения в области капсуляции, инжиниринга состава и модификации интерфейсов продлили оперативный жизненный цикл. First Solar, Inc., в то время как в первую очередь известная своей тонкопленочной технологией CdTe, активно инвестирует в исследования перовскита, подчеркивая необходимость достижения 25-летней операционной стабильности для соблюдения требований для солнечных компаний. В международной индустрии цель заключается в том, чтобы достичь менее 10% потери производительности в течение 20–25 лет, с несколькими пилотными проектами в 2025 году, стремящимися подтвердить эти утверждения в реальных условиях.

Масштабируемые показатели устанавливаются в процессе перехода пилотных линий к производству в масштабе гигабата. Hanwha Solutions, через свое подразделение Q CELLS, объявила о сотрудничествах для разработки масштабируемых тандемных модулей на основе перовскита и кремния, используя существующую кремниевую инфраструктуру. Основное внимание уделяется технологиям «roll-to-roll» и крупноформатным покрытиям, с целью снижения затрат на производство ниже $0.20/Вт к 2027 году. Oxford PV запускает производственную линию мощностью 100 МВт в Германии, нацеливаясь на поставку коммерческих модулей для крыш и объектов коммунального назначения к концу 2025 года.

Следуя вперед, в следующие несколько лет перовскитные фотоэлектрические элементы будут двигаться от демонстрации к развертыванию. Показатели отрасли на 2025 год включают эффективность модулей выше 25%, сертифицированную стабильность более 20 лет и первые коммерческие установки. Перспективы сектора укрепляются твердым финансированием как от устоявшихся игроков, так и новых участников, с ясным направлением к широкому внедрению и интеграции в глобальные цепочки поставок солнечной энергии.

Цепочка поставок и характеристики сырьевых материалов

Цепочка поставок для перовскитных фотоэлектрических элементов (PV) быстро развивается по мере того, как технология приближается к коммерческой жизнеспособности в 2025 году. В отличие от традиционных солнечных элементов на основе кремния, перовскитные PV опираются на уникальный набор сырьевых материалов, включая свинцовые или оловородистые галогениды, органические катионы и специализированные транспортные слои. Сourcing, обработка и масштабирование этих материалов являются центральными аспектами краткосрочных перспектив сектора.

Ключевым преимуществом перовскитных PV является их потенциал для низкотемпературного, основанного на растворах производства, что может снизить энергозатраты и обеспечить производство по методу «roll-to-roll». Эта гибкость позволяет использовать более широкий круг поставщиков и географий производства по сравнению с высококонцентрированной цепочкой поставок кремния. Однако сектор сталкивается с проблемами обеспечения высокочистых прекурсоров на масштабе. Например, поставка йодистого свинца и формамидиниевых солей должна соответствовать строгим стандартам чистоты, чтобы обеспечить устойчивость и эффективность устройств. Компании, такие как Oxford PV и Saule Technologies активно развивают собственные цепочки поставок и работают с химическими производителями для обеспечения надежных источников этих материалов.

Еще одним критическим аспектом является экологическая и регуляторная проверка, касающаяся использования свинца в формуляциях перовскита. Хотя фактическое содержание свинца на ватт значительно ниже, чем в других приложениях, отрасль активно разрабатывает протоколы переработки и исследует безсвинцовые альтернативы. Организации, такие как imec, сотрудничают с партнерами по цепочке поставок, чтобы установить замкнутые циклы для восстановления материалов и минимизации отходов.

Материалы для капсуляции и барьеры, необходимые для защиты слоев перовскита от влаги и кислорода, также находятся в центре внимания разработки цепочек поставок. Современные полимеры и гибкие подложки поставляются специализированными химическими производителями, такими как Dow и DuPont, которые предлагают материалы для масштабируемого производства модулей.

Смотрим вперед к следующим нескольким годам, ожидается, что цепочка поставок перовскитных PV будет диверсифицирована и развитана, с увеличением инвестиций в переработку верхнего уровня и инфраструктуру переработки нижнего уровня. Стратегические партнерства между разработчиками перовскита и устоявшимися компаниями в области химии и материалов, вероятно, ускорят переход от пилотного производства к производству в масштабе гигабата. С увеличением количества игроков на рынке, устойчивость и экологическая безопасность цепочки поставок станут ключевыми различительными признаками, формируя конкурентную среду в сфере инженерии перовскитных фотоэлектрических элементов вплоть до 2025 года и дальше.

Этапы коммерциализации и пилотные проекты

Коммерциализация технологии перовскитных фотоэлектрических элементов (PV) резко ускоряется в 2025 году, отмеченная рядом значительных вех и пилотных проектов, которые ведутся как устоявшимися производителями солнечной энергии, так и инновационными стартапами. Перовскитные солнечные элементы, известные своей высокой эффективностью и низкой стоимостью производства, переходят от лабораторно подтвержденных прорывов к реальному развертыванию, причем несколько компаний объявили о началах пилотного производства и первых коммерческих модулях.

Один из самых заметных игроков, Oxford Photovoltaics, находится в авангарде разработки тандемных ячеек на основе перовскита и кремния. В 2024 году компания объявила о введении в эксплуатацию своей пилотной линии в Германии, ориентируясь на коммерческие поставки модулей в 2025 году. Их тандемные ячейки показали эффективность выше 28%, что представляет собой значительный скачок по сравнению с традиционными кремниевыми модулями. Сотрудничество Oxford PV с устоявшимися производителями кремния предполагает ускорение интеграции слоев перовскита в существующие производственные линии, что поможет ускорить выход на рынок.

В Азии Microquanta Semiconductor открыла пилотный завод в Китае, сосредоточив внимание на крупных перовскитных модулях. Компания сообщила о успешной установке перовскитных демонстрационных проектов на коммерческих крышах с модулями, которые достигли стабильности в рабочем состоянии на открытом воздухе более 1000 часов. Дорожная карта Microquanta включает масштабирование до производственных мощностей уровня гигабата к 2026 году, что указывает на сильную уверенность в жизнеспособности технологии в ближайшей перспективе.

Тем временем Hanwha Solutions, крупный мировой производитель солнечных систем, объявила об инвестициях в R&D и пилотных проектах, нацеленных на интеграцию технологии перовскита в свою продукцию Q CELLS. Усилия Hanwha сосредоточены на повышении долговечности и возможности производства модуля на основе перовскита и кремния, с полевыми испытаниями, проводимыми как в Европе, так и в Южной Корее. Участие компании рассматривается как ключевой индикатор внедрения в широкую промышленность.

Другие важные инициативы включают Saule Technologies в Польше, которая внедрила гибкие модули на основе перовскита для интегрированных фотоэлектрических систем (BIPV) и приложений IoT. Их пилотные проекты в коммерческих зданиях и общественной инфраструктуре демонстрируют разнообразие применения PV на основе перовскита за пределами традиционных солнечных ферм.

Смотрим вперед, в следующие несколько лет ожидается, что произойдут первые крупномасштабные коммерческие развертывания модулей на основе перовскита, с целевыми показателями сроков службы модулей более 20 лет и конкурентоспособным уровнем уровня стоимость электроэнергии (LCOE). Успех этих пилотных проектов и инициатив по ранней коммерциализации будет критически важен для установки перовскитных фотоэлектрических элементов как мейнстримной технологии возобновляемой энергии к концу 2020-х годов.

Регуляторные, сертификационные и отраслевые стандарты (например, IEC, IEEE)

Регуляторный ландшафт для перовскитных фотоэлектрических элементов (PV) быстро развивается по мере того, как технология приближается к коммерческой зрелости в 2025 году. Исторически перовскитные солнечные элементы сталкивались с трудностями в выполнении существующих сертификационных и стандартов безопасности, таких как стандарты, установленные Международной электротехнической комиссией (IEC) и Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE), из-за их уникальных свойств материалов и проблем с стабильностью. Тем не менее, за последние годы наблюдается значительный прогресс как в разработке надежных перовскитных модулей, так и в адаптации регуляторных рамок, чтобы учесть эти инновации.

IEC через свой Технический комитет 82 активно работает над обновлением и расширением стандартов для решения особых потребностей перовскитной PV. К числу наиболее актуальных стандартов относятся IEC 61215 (для квалификации проектирования и типовой проверки) и IEC 61730 (для квалификации безопасности), оба из которых подлежат пересмотру для обеспечения применения к устройствам на основе перовскита. В 2024 году несколько пилотных проектов в Европе и Азии успешно прошли предсертификационные испытания в рамках измененных протоколов IEC, демонстрируя улучшенную стабильность и профили безопасности для перовскитных модулей. Ожидается, что этот прогресс завершится формализованными изменениями стандартов IEC, конкретными для перовскита, к концу 2025 года.

Отраслевые консорциумы и ведущие производители играют решающую роль в формировании этих стандартов. Oxford PV, компания из Великобритании и Германии, находящаяся на переднем крае технологий перовскитных солнечных элементов на основе кремния, активно сотрудничает с сертификационными органами, чтобы подтвердить долгосрочную надежность своих модулей. Похожим образом, Microquanta Semiconductor в Китае и Saule Technologies в Польше участвуют в международных рабочих группах, чтобы обеспечить, чтобы новые стандарты отражали реальность крупномасштабного производства и развертывания перовскита.

IEEE также вносит свой вклад в процесс стандартизации, особенно через свой Комитет по стандартам фотоэлектрических технологий, который рассматривает новые рекомендации по измерению производительности и тестам ускоренного старения, адаптированным к материалам на основе перовскита. Эти усилия дополнены инициативами от Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) в Соединенных Штатах, которая предоставляет эталонные данные и тестовые протоколы для поддержки глобальной гармонизации требований к сертификации.

Смотрим вперед, следующие несколько лет будут критически важны для установления универсально признанных путей сертификации для perovskit PV. С введением исследования и разработки перовскита, такими как Hanwha Solutions и First Solar, ожидается, что в отрасли произойдет широкое принятие обновленных стандартов IEC и IEEE. Это регуляторная ясность предполагает ускорение возможности банковского финансирования, приема страхования и крупномасштабного развертывания перовскитных фотоэлектрических элементов, позиционируя технологию для значительного влияния на рынок к концу 2020-х годов.

Проблемы: долговечность, токсичность и банковская доступность

Инженерия перовскитных фотоэлектрических элементов достигла замечательных успехов в области эффективности и масштабируемости, но сектор сталкивается с постоянными проблемами в области долговечности, токсичности и банковской доступности по мере продвижения через 2025 год и в будущие годы. Наиболее сречное техническое препятствие остается долгосрочной стабильность солнечных элементов на основе перовскита (PSC) в реальных условиях эксплуатации. Хотя лабораторные устройства достигли эффективности преобразования энергии, превышающей 25%, эти результаты часто быстро ухудшаются при воздействии влаги, кислорода, тепла и ультрафиолетового излучения. Ведущие производители и исследовательские консорциумы, такие как Oxford PV и First Solar, активно инвестируют в технологии капсуляции и композиций, чтобы решить эти проблемы. Oxford PV, например, сообщила о прогрессе в тендемных модулях на основе кремния и перовскита с улучшенными сроками службы, но коммерческие гарантии все еще отстают от тех, что предлагает устоявшаяся продукция на основе кремния PV.

Проблема токсичности, особенно из-за использования свинца в самых эффективных формуляциях на основе перовскита, остается серьезной проблемой как для регуляторов, так и для инвесторов. Европейский союз и другие юрисдикции внимательно следят за экологическим воздействием утечек свинца во время производства, эксплуатации и утилизации. Такие компании, как Solaronix и Hunt Perovskite Technologies активно разрабатывают безсвинцовые или сниженными видами перовскита, однако пока они не могут конкурировать с по производительности и стабильности с основанными на свинце аналогами. Индустрия также исследует жизнеспособные стратегии переработки и аккумулирования, чтобы смягчить потенциальные экологические риски, что будет критически важным для получения регуляторных одобрений и общественного принятия.

Банковская доступность — это уверенность инвесторов и кредиторов в долгосрочной финансовой жизнеспособности проектов перовскита PV, остается барьером для крупномасштабного развертывания. Отсутствие обширных полевых данных о производительности и показателях деградации модулей на основе перовскита в различных климатических условиях делает трудным для финансовых учреждений оценку рисков. Промышленные группы, такие как Международная группа по обеспечению качества фотоэлектрических технологий, работают над стандартизацией протоколов тестирования и нормами надежности, специально адаптированными к технологиям перовскита. Тем временем устоявшиеся производители солнечной энергии, такие как JinkoSolar и Trina Solar, внимательно следят за развитием перовскита, некоторые из которых инициируют пилотные проекты для оценки интеграции с существующими кремниевыми линиями.

Смотрим вперед, следующие несколько лет будут решающими для перовскитной PV. Успех будет зависеть от доказательства надежных сроков службы модулей, решения проблем токсичности с помощью инноваций в материалах или переработки, а также создания надежных полевых данных. Только тогда перовскитные фотоэлектрические элементы достигнут банковской доступности, необходимой для широкого внедрения и развертывания в масштабе гигабата.

Будущие перспективы: проникновение на рынок, сценарии принятия и стратегические рекомендации

Перспективы для инжиниринг перовскитных фотоэлектрических элементов (PV) в 2025 году и последующих годах отмечены переходом от лабораторных прорывов к раннему коммерческому развертыванию. Перовскитные солнечные элементы (PSC) продемонстрировали быстрое улучшение в эффективности преобразования энергии (PCE), с сертифицированными односмесевыми устройствами, теперь превышающими 25% в лабораторных условиях. Следующая фаза сосредоточена на масштабировании производства, улучшении долгосрочной стабильности и интеграции технологий перовскита в основную солнечную индустрию.

Несколько компаний находятся в авангарде этого перехода. Oxford Photovoltaics, компания из Великобритании и Германии, признанная лидером в области технологии тендемов на основе перовскита и кремния. В 2023 году Oxford PV объявила о введении в эксплуатацию своей первой производственной линии в Германии, нацеливаясь на коммерческие модули с эффективностью выше 27%. Компания нацелена на поставку своих первых коммерческих продуктов на рынок в 2025 году, сосредотачиваясь на партнерстве с устоявшимися производителями солнечной энергии, чтобы ускорить принятие.

Другой ключевой игрок, Microquanta Semiconductor в Китае, сообщил о пилотном производстве перовскитных модулей и работает над масштабированием до уровня гигабрата. Их дорожная карта включает развертывание модулей на основе перовскита в интегрированных фотоэлектрических системах (BIPV) и проектах коммунального назначения, с полевыми испытаниями, проводимыми для проверки долговечности и производительности.

В Соединенных Штатах First Solar, сосредоточенная на тонкопленочной технологии кадмиевого telluride (CdTe), инвестировала в научные исследования, изучающие архитектуры тендемов на основе перовскита, что сигнализирует о растущем интересе со стороны устоявшихся производителей фотоэлектрических элементов к гибридным и современным разработкам.

Отраслевые организации, такие как Ассоциация индустрии солнечной энергии (SEIA) и Международное энергетическое агентство (IEA) подчеркивают, что фотоэлектрические элементы на основе перовскита являются ключевой зоной инноваций на предстоящие десять лет, с потенциалом снизить затраты и расширить использование солнечной энергии в новых рынках. Дорожные карты технологий IEA предполагают, что модули на основе перовскита могут начать занимать значительную долю новых установок солнечной энергии к концу 2020-х годов, в зависимости от успешной коммерциализации и банковской доступности.

Пенетрация на рынок: Первоначальное принятие ожидается в премиум-сегментах крыш, BIPV и сегментах обновления тендемов, где высокая эффективность оправдывает ранние затраты. Широкое развертывание на уровне коммунальных объектов будет зависеть от продемонстрированной стабильности и конкурентоспособного уровня стоимости электроэнергии (LCOE).
Сценарии принятия: Стратегические партнерства между инноваторами перовскита и устоявшимися производителями модулей на основе кремния, вероятно, ускорят выход на рынок. Ранние правительственные и коммунальные пилотные проекты будут критически важны для подтверждения производительности и снижения рисков инвестирования.
Стратегические рекомендации: Компании должны приоритизировать надежные полевые испытания, прозрачные данные о производительности и развитие цепочки поставок. Политики могут поддержать принятие, предложив целенаправленные стимулы для солнечной технологии нового поколения и оптимизировав сертификационные пути.

В целом, 2025 год маркирует поворотный момент для перовскитного PV, с первыми коммерческими развертываниями, задающими основу для более широкого принятия и технологической зрелости в предстоящие годы.

Источники и ссылки

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

Смотрите это видео на YouTube

Четырехмерные фотогальванические элементы 2025: Разрушительный рост и новые технологии солнечной инженерии раскрыты

ByQuinn Parker