Производство тонкопленочных перовскитовых фотогальванических элементов в 2025 году: раскрытие потенциала солнечной эффективности нового поколения и расширение рынка. Узнайте, как передовые материалы и масштабируемое производство формируют будущее чистой энергии.
- Резюме: рыночный ландшафт 2025 года и ключевые движущие силы
- Обзор технологии: тонкопленочные перовскитовые фотогальванические элементы
- Инновации в производстве: масштабируемые процессы и автоматизация
- Основные игроки и отраслевые альянсы (обновление 2025 года)
- Конкуренция по стоимости и стандартам эффективности
- Динамика цепочки поставок и источники сырья
- Регуляторная среда и отраслевые стандарты
- Прогнозы рынка: 2025–2030 годы, прогнозы роста
- Новые приложения и интеграция с существующими PV
- Будущие перспективы: проблемы, возможности и направления НИОКР
- Источники и ссылки
Резюме: рыночный ландшафт 2025 года и ключевые движущие силы
Сектор производства перовскитовых фотогальванических (PV) тонкопленок ожидает значительных преобразований в 2025 году, что обусловлено быстрым технологическим прогрессом, увеличением инвестиций и настоятельным глобальным спросом на эффективные и доступные солнечные решения. Перовскитовые солнечные элементы, известные своими настраиваемыми зонами проводимости, легким весом и потенциалом низкотехнологичного производства, переходят от лабораторных инноваций к коммерческому производству. Этот переход стал катализатором для ускорения развертывания возобновляемых источников энергии и выполнения амбициозных целей декарбонизации, установленных правительствами и заинтересованными сторонами по всему миру.
В 2025 году несколько ведущих компаний наращивают производство перовскитовых PV. Oxford PV, британско-немецкая компания, находится на переднем крае, работая на одной из первых в мире производственных линий для перовскитовых солнечных элементов на кремнии. Ожидается, что их завод в Бранденбурге увеличит производственные мощности, нацелившись на эффективность модулей выше 25%, что превосходит традиционные кремниевые модули. Аналогично, Saule Technologies в Польше коммерциализирует гибкие перовскитовые модули, сосредоточив свое внимание на встроенных в здания фотогальваниках (BIPV) и приложениях IoT, с уже работающей пилотной линией и планами дальнейшего расширения мощностей в 2025 году.
Азиатские производители также входят на рынок. TCL, крупный китайский электронный конгломерат, объявил о инвестициях в исследование и опытное производство перовскитовых PV, используя свой опыт в области тонкопленочной обработки и крупномасштабного производства электроники. Тем временем, Hanwha Solutions в Южной Корее исследует технологии перовскит-кремниевых тандема, стремясь интегрировать их в свою линейку солнечных продуктов Q CELLS.
Ключевыми движущими силами сектора в 2025 году являются потенциал перовскитовых PV для предоставления более высокой эффективности при более низких затратах по сравнению с традиционным кремнием, совместимость перовскитовых пленок с процессами рулонной и струйной печати, а также возможность производства легких, гибких модулей для новых рыночных сегментов. Однако остаются проблемы с масштабированием производства при обеспечении долгосрочной стабильности и экологической безопасности перовскитовых материалов.
Смотря вперед, ожидается, что ландшафт производства тонкопленочных перовскитовых PV продолжит расширять свои мощности, новые совместные предприятия и увеличение интеграции с устоявшимися кремниевыми PV. Отраслевые дорожные карты предполагают, что к концу 2020-х годов модули на основе перовскита могут достичь коммерческих сроков службы и банковской пригодности, что позиционирует их как разрушительную силу на глобальном солнечном рынке.
Обзор технологии: тонкопленочные перовскитовые фотогальванические элементы
Тонкопленочные перовскитовые фотогальванические элементы представляют собой трансформирующую технологию в секторе солнечной энергии, предлагая потенциал для высоких показателей эффективности, низкой стоимости и гибких солнечных модулей. Основой этой технологии является кристаллическая структура перовскита, обычно основанная на гибридных органических-неорганических иодидов свинца или олова, что позволяет достигать сильного поглощения света и эффективной транспортировки заряда. Производство тонкопленок перовскитовых солнечных элементов включает в себя нанесение этих материалов на подложки с помощью масштабируемых технологий, таких как растворная обработка, слотное покрытие, струйная печать и осаждение из пара.
На 2025 год отрасль наблюдает быстрые достижения как в лабораторном, так и в пилотном производстве. Компании, такие как Oxford Photovoltaics, находятся на переднем крае, разработав солнечные элементы перовскит-кремниевого тандема, которые достигли сертифицированной эффективности выше 28%. Их подход к производству использует вакуумное осаждение и масштабируемые методы покрытия для интеграции слоев перовскита на существующие кремниевые подложки, нацеливаясь на коммерческое производство модулей на своем заводе в Германии. Аналогично, Saule Technologies специализируется на гибких перовскитовых солнечных пленках, используя струйную печать для производства легких, полупрозрачных модулей, подходящих для встроенной в здание фотогальваники (BIPV) и потребительской электроники.
Другой заметный игрок, Microquanta Semiconductor, наращивает масштабы процессов рулонного производства для крупноформатных перовскитовых модулей, нацеливаясь как на крыши, так и на масштабируемые применения. Их пилотные линии в Китае предназначены для демонстрации целесообразности непрерывного, высокопроизводительного производства, что является ключевым шагом к конкурентоспособности по стоимости по сравнению с традиционными кремниевыми фотогальваническими элементами.
Процесс производства тонкопленок перовскита обычно включает следующие этапы:
- Подготовка подложки, часто из стекла или гибких полимеров, с прозрачным проводящим оксидным слоем.
- Напыление раствора или пара перовскитового прекурсора на подложку, затем контролируемая кристаллизация для формирования однородной пленки с минимальным количеством дефектов.
- Нанесение слоев переноса заряда и металлических электродов для завершения устройства.
- Упаковка для защиты чувствительных материалов перовскита от влаги и кислорода, что остается проблемой для долгосрочной стабильности.
Смотрим вперед, перспективы для производства тонкопленочных перовскитовых PV обнадеживают. Отраслевые дорожные карты предсказывают дальнейшие улучшения в стабильности, масштабировании и экологической безопасности, при этом несколько компаний планируют увеличить коммерческое производство к 2026–2027 годам. Сектор также видит увеличенное сотрудничество с устоявшимися производителями фотогальваников, такими как Hanwha Solutions, который исследует интеграцию перовскитовых солей и кремния. По мере зрелости производственных процессов и роста сроков службы модулей тонкопленочные перовскитовые фотогальванические элементы могут сыграть значительную роль в глобальном переходе к возобновляемым источникам энергии.
Инновации в производстве: масштабируемые процессы и автоматизация
Ландшафт производства тонкопленочных перовскитовых фотогальванических элементов претерпевает быстрое преобразование в 2025 году, подстегнутое необходимостью увеличения производства при поддержании высокой эффективности и стабильности. Переход от лабораторного спинового нанесения к промышленно жизнеспособным масштабируемым процессам является центральным аспектом, в то время как несколько компаний и исследовательских консорциумов возглавляют инновации в этой области.
Одним из самых значительных достижений является внедрение технологий рулонного производства (R2R) и слотного покрытия, которые позволяют непрерывное нанесение слоев перовскита на гибкие подложки. Эти методы активно разрабатываются и тестируются отраслевыми лидерами, такими как Oxford PV, британско-немецкой компании, признанной за свою передовую работу в области перовскитовых солнечных элементов на кремнии. Oxford PV сообщила о прогрессе в наращивании своих производственных линий, нацеливаясь на масштабы производства в гигаваттах и интегрируя автоматизацию для обеспечения единообразия и воспроизводимости на больших модульных площадях.
Аналогично, Saule Technologies, расположенная в Польше, коммерциализировала струйную печать для перовскитовых солнечных элементов, позволяя производить кастомизированное и масштабируемое производство. Их пилотные линии демонстрируют целесообразность автоматизированного высокопроизводственного производства с акцентом на легкие и гибкие модули, пригодные для встроенной в здания фотогальваники (BIPV) и потребительской электроники. Подход Saule Technologies иллюстрирует переход к цифровому производству, где управление процессами и автоматизация являются неотъемлемыми для обеспечения качества.
В Азии Microquanta Semiconductor в Китае продвигает масштабируемые процессы осаждения из пара и блейд-коатинга, стремясь сократить разрыв между лабораторными рекордами эффективности и производством модулей на промышленном уровне. Их усилия дополняются инвестициями в мониторинг в режиме реального времени и автоматизацию процессов, что критически важно для минимизации дефектов и обеспечения долгосрочной стабильности изделий.
Автоматизация становится все более центральной к производству перовскита, использует робототехнику и машинное обучение для оптимизации процесса в реальном времени и обнаружения дефектов. Эта тенденция поддерживается совместными инициативами, такими как Европейская инициатива по перовситкам, которая объединяет производителей, поставщиков оборудования и исследовательские учреждения для стандартизации масштабируемых процессов и ускорения коммерциализации.
Смотря вперед, ожидается, что в следующие несколько лет будет наблюдаться дальнейшая интеграция масштабируемых технологий покрытия, передовых методов упаковки и цифрового контроля процессов. Цель состоит в том, чтобы добиться высокопроизводственного, низкозатратного производства, соответствуя строгим стандартам надежности. По мере того как технологии перовскита созревают, слияние масштабируемых процессов и автоматизации станет ключевым моментом при переходе от пилотных линий к массовому производству, позиционируя перовскитовые фотогальваники как конкурентоспособную силу на глобальном солнечном рынке.
Основные игроки и отраслевые альянсы (обновление 2025 года)
Сектор производства тонкопленочных перовскитовых солнечных элементов в 2025 году характеризуется динамичным ландшафтом устоявшихся компаний, инновационных стартапов и стратегических альянсов, направленных на ускорение коммерциализации и масштабирования производства. Несколько основных игроков выделяются как лидеры, используя собственные технологии и формируя партнерства для решения проблем с эффективностью, стабильностью и производственными возможностями.
Среди самых заметных — Oxford Photovoltaics, компания из Великобритании, признанная за свою передовую работу в области перовскитовых солнечных элементов на кремнии. В 2024 году Oxford PV объявила о запуске своей первой производственной линии в Германии, нацеленным на коммерческие поставки модулей в 2025 году. Технология компании достигла сертифицированной эффективности выше 28%, что позиционирует ее на переднем крае стремления отрасли к более эффективным солнечным модулям.
Другим ключевым игроком является Meyer Burger Technology AG, швейцарский производитель с крепкой репутацией в области фотогальванического оборудования. Meyer Burger вошел в сферу перовскитов через сотрудничество и инвестиции в производство солнечных элементов на основе тандема, стремящийся интегрировать слои перовскита в свои существующие линии модулей на кремнии. Стратегия компании включает использование своего установленного производственного опыта для масштабирования перовскитовых солнечных модулей на рынке Европы.
В Азии компания TCL и ее дочерняя компания TCL China Star Optoelectronics Technology сделали значительные инвестиции в исследования и опытное производство перовскитов. Усилия TCL сосредоточены на разработке процессов рулонного производства и крупноформатных перовскитовых модулей, с действующими пилотными линиями в Китае с 2025 года. Эти инициативы поддерживаются сотрудничеством с академическими учреждениями и поддерживаемыми правительством исследовательскими программами.
Сектор также наблюдает рост специализированных стартапов, таких как Saule Technologies в Польше, которая коммерциализировала гибкие перовскитовые солнечные пленки для встроенных и IoT-приложений. Рулонная производственная линия Saule, запущенная в 2021 году, продолжает расширяться, с новыми партнерствами в строительном и электронном секторах, о которых было объявлено в 2025 году.
Отраслевые альянсы играют важную роль в стандартизации процессов и ускорении выхода на рынок. Ассоциация SolarPower Europe создала специальную рабочую группу по перовскитам, объединяющую производителей, поставщиков оборудования и исследовательские институты для решения проблем цепочки поставок, сертификации и переработки. Кроме того, межотраслевое сотрудничество, такое как между Oxford Photovoltaics и крупными производителями стекла, способствует интеграции слоев перовскита в архитектурное стекло и строительные материалы.
Смотря вперед, ожидается, что в следующие несколько лет произойдет дальнейшая консолидация, при этом ведущие игроки будут наращивать производство в гигаваттах, а новые участники будут использовать преимущества в области материалов и технологии процессов. Стратегические альянсы и совместные предприятия будут, вероятно, углубляться, поскольку компании стремятся обеспечить цепочки поставок и ускорить путь к банковским, высокоэффективным фотогальваническим продуктам на основе перовскита.
Конкуренция по стоимости и стандартам эффективности
Производство тонкопленочных перовскитовых фотогальванических элементов быстро продвигается к коммерческой жизнеспособности, причем 2025 год является ключевым годом для конкурентоспособности по стоимости и стандартам эффективности. Сектор характеризуется гонкой за достижение высокой мощности при снижении производственных затрат, позиционируя перовскитовые солнечные элементы (PSC) в качестве сильных конкурентов против устоявшихся кремниевых фотогальваников.
Недавние данные от ведущих производителей указывают на то, что модули перовскита теперь регулярно достигают сертифицированной эффективности выше 20%, при этом несколько компаний сообщают о tandem-элементах на лабораторном уровне, превышающих 25%. Например, Oxford PV, британско-немецкая компания, специализирующаяся на технологии перовскит-кремниевых тандема, объявила в 2024 году, что ее коммерческие модули превысили 25% эффективности, что является значительным шагом вперед по сравнению с традиционными кремниевыми модулями. Аналогично, Microquanta Semiconductor в Китае сообщила о стабильной эффективности перовскитовых модулей выше 20% на пилотных производственных линиях, с продолжающимися усилиями по масштабированию.
Конкуренция по стоимости обеспечивается за счет врожденных низких требований к материалам и энергии в производстве тонкопленок перовскита. В отличие от кремния, слои перовскита могут наноситься при низких температурах с использованием масштабируемых технологий, таких как слотное покрытие и струйная печать. Saule Technologies, расположенная в Польше, разработала рулонное производство гибких перовскитовых модулей с акцентом на встроенные в здание фотогальваники (BIPV) и потребительскую электронику. Их подход использует легкие подложки и обработку в окружающей среде, что значительно снижает капитальные и эксплуатационные расходы по сравнению с традиционным производством кремниевых пластин.
Отраслевые прогнозы на 2025 год и последующие годы предполагают, что производственные затраты на модули перовскита могут упасть ниже 0,20 доллара США за ватт по мере масштабирования производства, приближаясь к или даже снижая стоимость самых дешевых кремниевых модулей. Этот прогноз поддерживается данными пилотных линий от Oxford PV и Microquanta Semiconductor, обе компании наращивают мощность и нацеливаются на выход на уровне гигаватт к 2026 году. Международное энергетическое агентство и отраслевые консорциумы подчеркивают потенциал перовскита нарушить рынок, при условии, что долгосрочная стабильность и банковская пригодность будут продемонстрированы на масштабируемом уровне.
В целом, 2025 год должен стать знаковым годом для производства тонкопленочных перовскитовых фотогальванических элементов, с рекордами эффективности и быстро улучшающимися структурами затрат. По мере того, как ведущие компании переходят от пилотного к массовому производству, технологии перовскита должны стать основным, конкурентоспособным вариантом на глобальном солнечном рынке.
Динамика цепочки поставок и источники сырья
Цепочка поставок для тонкопленочного перовскитового фотогальваника (PV) в 2025 году характеризуется быстрыми изменениями, вызванными амбициями ведущих компаний по масштабированию и необходимостью надежного обеспечения высокочистыми сырьевыми материалами. Технология перовскитовых PV зависит от уникального набора прекурсорных химических веществ — прежде всего, иодидов свинца или олова, органических катионов, таких как метиламмоний или формамидиний, и солей галогенов — наряду со специализированными подложками и упаковочными материалами. Закупка и контроль качества этих материалов критичны как для производительности устройств, так и для их долгосрочной стабильности.
Несколько компаний стали ключевыми игроками в цепочке поставок перовскитовых PV. Oxford PV, расположенная в Великобритании и Германии, является пионером в коммерциализации перовскитовых кремневых солнечных элементов. Компания установила партнерские отношения с поставщиками химических веществ для обеспечения высокочистых перовскитовых прекурсоров и инвестировала в вертикальную интеграцию, чтобы уменьшить риски поставок. Аналогично, Microquanta Semiconductor в Китае наращивает производство перовскитовых модулей, используя возможности внутреннего производства химикатов для обеспечения стабильного снабжения сырьем.
На цепочку поставок также влияет географическое распределение производства прекурсоров. Китай по-прежнему является доминирующим поставщиком многих солей галогенов и органических катионов, пользуясь преимуществами своей устоявшейся химической инфраструктуры. Тем не менее, производители из Европы и Северной Америки все больше стремятся локализовать цепочки поставок, чтобы снизить геополитические риски и обеспечить соблюдение экологических и безопасных стандартов. Например, Saule Technologies в Польше сосредоточилась на закупке материалов из Европы, где это возможно, в соответствии с директивами устойчивого развития ЕС.
Значительной проблемой в 2025 году остается потребность в сверхвысокой чистоте свинцовых и оловянных соединений, так как примеси могут значительно повлиять на качество пленки перовскита и долговечность устройства. Поставщики реагируют, разрабатывая процессы очистки, адаптированные для фотогальванического сектора. Кроме того, отрасль внимательно следит за регуляторным статусом использования свинца, некоторые компании исследуют безсвинцовые альтернативы перовскита, хотя они пока не получили широкой коммерциализации.
Смотря вперед, ожидается, что цепочка поставок перовскитовых PV станет более устойчивой и разнообразной. Стратегические партнерства между производителями модулей и поставщиками химических веществ, вероятно, углубятся, с акцентом на обеспечение долгосрочных контрактов и разработку путей переработки для модулей по окончании их срока службы. По мере увеличения масштабов производства также вырастет спрос на специализированные упаковочные материалы и прозрачные проводящие подложки, что приведет к дальнейшим инновациям и инвестициям как от устоявшихся производителей материалов, так и от новых участников.
Регуляторная среда и отраслевые стандарты
Регуляторная среда для производства тонкопленочных перовскитовых фотогальваников (PV) быстро изменяется по мере приближения технологии к коммерческим масштабам в 2025 году. Регуляторные рамки формируются необходимостью обеспечения безопасности продуктов, экологической устойчивости и рыночной надежности, одновременно поддерживая инновации в этом развивающемся секторе.
В Европейском Союзе модули перовскитовых PV подпадают под процесс маркировки CE, который требует соблюдения таких директив, как Директива по низковольтному оборудованию (LVD), Директива по электромагнитной совместимости (EMC) и Директива по ограничению опасных веществ (RoHS). Директива RoHS особенно актуальна, так как она ограничивает использование свинца и других опасных материалов — важный аспект, учитывая что многие высокоэффективные формулы перовскита содержат свинец. Европейская комиссия активно пересматривает регуляторный статус перовскитовых PV, при этом заинтересованные стороны из отрасли, такие как Oxford PV и Saule Technologies, участвуют в консультациях, чтобы гарантировать, что новые стандарты отражают уникальные характеристики материалов перовскита.
В Соединенных Штатах модули перовскитовых PV должны соответствовать стандартам безопасности и эффективности, установленным такими организациями, как Underwriters Laboratories (UL) и Международная электротехническая комиссия (IEC). Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) сотрудничает с отраслью для разработки ускоренных протоколов тестирования и стандартов надежности, адаптированных к тонкопленкам перовскита, признавая, что традиционные стандарты кремниевых PV могут не полностью охватывать механизмы деградации, специфические для перовскитов.
Глобально, Международная электротехническая комиссия (IEC) в процессе разработки новых стандартов для перовскитовых PV, рабочие группы сосредоточены на таких вопросах, как долгосрочная стабильность, упаковка и воздействие на окружающую среду. Лидеры отрасли, такие как Meyer Burger Technology AG и Hanwha Solutions, активно участвуют в этих усилиях по стандартизации, стремясь облегчить доступ на международные рынки и гармонизировать требования к сертификации.
Смотря вперед, ожидается, что регуляторный контроль будет усиливаться по мере масштабирования производства перовскитовых PV. Ключевые области внимания будут включать управление жизненным циклом, переработку и безопасное обращение с отходами, содержащими свинец. Отраслевые ассоциации и производители активно разрабатывают добровольные кодексы практики и инициативы по переработке, чтобы решить эти проблемы и укрепить доверие общества. По мере того как перовскитовые PV движется к производству в масштабе гигаватт, соответствие развивающимся регуляторным и отраслевым стандартам будет критически важным для широкого принятия и долгосрочного успеха на рынке.
Прогнозы рынка: 2025–2030 годы, прогнозы роста
Период с 2025 по 2030 год должен стать трансформирующим для производства тонкопленочных перовскитовых фотогальванических элементов, так как технология переходит с пилотных масштабов к коммерческому производству. Несколько ведущих компаний и консорциумов активно наращивают свои производственные возможности, сосредоточив внимание на повышении эффективности, стабильности и рентабельности перовскитовых солнечных модулей.
В 2025 году глобальный рынок перовскитовых PV ожидает свои первые значительные коммерческие развертывания. Oxford PV, британско-немецкая компания, находится на переднем крае, объявив планы по увеличению производства на своем заводе в Бранденбурге, Германия. Компания нацелена на интеграцию солнечных элементов перовскит-кремниевого тандема, стремясь достичь эффективности модулей выше 25%. Производственная линия Oxford PV предназначена для гигаваттного производства, и компания заявила о своем намерении поставлять коммерческие модули на рынок к 2025 году.
Аналогично, Meyer Burger Technology AG, швейцарский производитель, известный своими высокоэффективными технологиями PV, вошел в сферу перовскитов через партнерские отношения и инвестиции в НИОКР. Meyer Burger исследует интеграцию слоев перовскита в свои существующие линии солнечных элементов гетероперехода, с пилотным производством, ожидающим предоставить информацию для принятия коммерческих решений по масштабированию в 2026 году.
В Азии TCL и ее дочерняя компания TCL China Star Optoelectronics Technology инвестируют в исследования и опытное производство перовскитовых PV, используя свой опыт в области тонкопленочного осаждения и крупноформатного покрытия. Эти усилия должны ускорить доступность перовскитовых модулей как для настенных, так и для встроенных в здания применений в регионе.
Отраслевые организации, такие как Ассоциация индустрии солнечной энергетики и SolarPower Europe, выделили перовскитовые PV как ключевую технологию для следующей волны роста солнечной энергетики, прогнозируя, что модули на основе перовскита могут занять значительную долю новых установок к 2030 году, особенно с падением затрат на производство и улучшением производительности.
Смотря вперед, рыночные перспективы на 2025–2030 годы предполагают быстрое увеличение мощностей, при этом по всему миру появится несколько гигаватт производства перовскитовых модулей. Основные движущие силы будут связаны с продолжением улучшения сроков службы модулей, наращиванием масштаба процессов рулонного и листового производства и интеграцией слоев перовскита с существующими кремниевыми PV-решениями. По мере реализации этих улучшений ожидается, что технология тонкопленочного перовскита сыграет ключевую роль в достижении глобальных целей в области возобновляемой энергетики и снижении уровня совокупных затрат на солнечную электроэнергию.
Новые приложения и интеграция с существующими PV
Производство тонкопленочных перовскитовых фотогальванических элементов вступает в решающую фазу в 2025 году, с сильным акцентом на новые приложения и интеграцию с устоявшимися фотогальваническими (PV) технологиями. Уникальные свойства материалов перовскита, такие как настраиваемые зоны проводимости, высокие коэффициенты поглощения и совместимость с обработкой растворов при низких температурах, способствуют их принятию как в новых, так и в гибридных PV-продуктах.
Главным трендом стало развитие солнечных элементов тандема, где слои перовскита комбинируются с традиционными кремниевыми пластинами, что позволяет превысить пределы эффективности однофазных кремниевых солнечных элементов. В 2023 году несколько производителей сообщили о сертифицированных коэффициентах эффективности тандемных элементов, превышающих 29%, а в 2025 году отрасль нацеливается на коммерческие модули с эффективностью выше 30%. Такие компании, как Oxford PV, находятся на переднем крае, увеличивая объемы пилотного производства модулей на основе перовскита на кремнии и объявляя о планах массового производства. Их завод в Германии, ожидается, создаст первые коммерческие объемы в 2025 году, с целью поставки модулей как для настенных, так и для масштабных решений.
Помимо интеграции в тандемах, тонкопленочные перовскиты позволяют создавать новые формы и приложения. Гибкие и легкие перовскитовые модули разрабатываются для встроенной в здания фотогальваники (BIPV), портативной электроники и солнечных модулей, интегрированных в транспортные средства. Saule Technologies коммерциализирует гибкие перовскитовые панели, нацеленные на архитектурное стекло и IoT-устройства. Их производственный процесс рулонного производства разработан для масштабируемости и рентабельности, с пилотными установками, уже начатыми в Европе и Азии.
Интеграция с существующей PV-инфраструктурой также продвигается вперед. Модули перовскита разрабатываются для ретро-установки или дополнения массовых кремниевых установок, будь то в виде наложенных модулей или как часть гибридных систем. Этот подход использует существующие компоненты и ускоряет принятие на рынке. Meyer Burger Technology AG, ведущий производитель PV оборудования в Европе, инвестирует в линии производства, совместимые с перовскитом, и сотрудничает с исследовательскими институтами для оптимизации долговечности и производительности модулей.
Смотря вперед, следующие несколько лет будут характеризоваться увеличением сотрудничества между инноваторами в области перовскита и устоявшимися производителями PV. Отраслевые альянсы и усилия по стандартизации ведутся для решения таких задач, как долгосрочная стабильность, упаковка и однородность больших площадей. Перспективы на 2025 год и далее выглядят оптимистично: производство тонкопленочных перовскитов ожидается, что диверсифицирует рынок PV, обеспечивая более высокую эффективность, новые приложения и ускоренную интеграцию с существующей солнечной инфраструктурой.
Будущие перспективы: проблемы, возможности и направления НИОКР
Будущее производства тонкопленочных перовскитовых фотогальванических элементов (PV) в 2025 году и в последующие годы отмечено как значительным обещанием, так и заметными вызовами. Поскольку отрасль переходит от лабораторных прорывов к производству на коммерческом уровне, несколько ключевых факторов будут определять ее траекторию.
Одним из основных вызовов остается долгосрочная стабильность и долговечность перовскитовых солнечных элементов. Хотя лабораторные устройства достигли коэффициентов превращения мощности, превышающих 25%, поддержание этой производительности в условиях реального мира — подверженность влаге, теплу и УФ-свету — остается препятствием. Ведущие производители, такие как Oxford PV, активно работают над решением этих проблем, разрабатывая солнечные элементы тандема из кремния и перовскита и внедряя передовые методы упаковки. Ожидается, что их пилотные производственные линии в Германии увеличат мощность в 2025 году, стремясь продемонстрировать как высокую эффективность, так и улучшенные сроки службы.
Масштабируемость и выходность производства также имеют центральное значение. Переход от спинового нанесения и других лабораторных методов нанесения к масштабируемым технологиям, таким как слотное покрытие, блейд-коатинг и осаждение из пара, уже идет. Компания Saule Technologies является пионером рулонного производства гибких перовскитовых модулей, нацеливаясь на применения в встроенных в здания фотогальваниках (BIPV) и портативной электронике. Их производственный объект в Польше является одним из первых, коммерциализирующих крупноформатные модули перовскита, с дальнейшим расширением, запланированным на 2025 год.
Проблема цепочки поставок и устойчивости материалов также приобретает значение по мере приближения коммерциализации перовскитовых PV. Использование свинца в большинстве высокоэффективных формул перовскита вызывает экологические и регуляторные беспокойства. Исследования безсвинцовых альтернатив и стратегий переработки усиливаются, с организациями, такими как imec, которые сотрудничают с отраслевыми партнерами для разработки экологически чистых материалов и процессов закрытого цикла.
С точки зрения возможностей, перовскитовые PV предлагают уникальные преимущества: легкие, гибкие формы и совместимость с архитектурными архитектурами, которые могут превысить пределы эффективности традиционного кремния. Интеграция слоев перовскита в существующие кремниевые линии солнечных элементов является важным направлением НИОКР, при этом Meyer Burger Technology AG — ведущий европейский поставщик оборудования для PV — инвестирует в пилотные проекты и партнерства для ускорения коммерциализации тандемных элементов.
Смотря вперед, в следующих нескольких годах, вероятно, будут наблюдаться первые коммерческие установки солнечных модулей тандемов на основе перовскита и кремния, более широкое применение в нишевых рынках, таких как BIPV, и продолжение НИОКР для решения вопросов стабильности и устойчивости. Сотрудничество в отрасли, стандартизация и регуляторные рамки будут решающими для обеспечения безопасного, надежного и масштабируемого развертывания технологий перовскита PV.
Источники и ссылки
- Oxford PV
- Saule Technologies
- Microquanta Semiconductor
- Meyer Burger Technology AG
- TCL China Star Optoelectronics Technology
- Национальная лаборатория возобновляемой энергии
- Ассоциация индустрии солнечной энергетики
- imec
